摘要：贵州北盘江电力股份有限公司马马崖发电厂两台制动气机频繁故障，存在较大安全隐患。课题对该厂两台制动气机实际运行情况进行分析，提出整改措施并实施改善。电厂维护人员经诊断分析得知该厂两台制动储气罐容量过低，制动气机短时启动即可达到设定压力值0.7Mpa，正常启动打压时间仅1分20秒，工作于露点之下，油气分离器堵塞，压缩机油乳化严重，润滑作用降低，压缩机机头磨损，甚至损坏，气机不能正常启动打压，存在制动储气罐压力异常，不能提供正常稳定制动气源，可能致使机组惰性停机，镜板与推力瓦发生干摩擦，镜板、推力瓦被烧伤导致机组失备的安全隐患。根据这些诊断结果，结合空气压缩机工作特性，我们给出了可行的整改措施，并实施改善，延长气机运行时间至10分钟，解决了制动气机频繁故障现象。
关键词：制动气机；露点；油气分离器
1.设备概况
贵州北盘江电力股份有限公司马马崖发电厂水库正常蓄水位585m，死水位580m，相应库容1.365亿m3，调节库容0.307亿m3，属日调节水库。装机容量558MW（3×180MW+1×18MW），保证出力近期87.3MW，多年平均发电量15.61亿kW•h。电厂于2005年3月28日破土动工，2006年11月15日大江截流，2009年8月20日实现下闸蓄水，2015年1月10日首台机并网发电，截止2015年6月17日，4台机全部并网发电，实现一年四投。
马马崖发电厂四台机组制动气源共用两个储气罐，布置于厂房气机室，配有两台制动气机，一台主用，一台备用，依次轮换，当制动储气罐压力低于0.6Mpa时主用气机启动打压至0.7Mpa停机，当压力低至0.56Mpa时，备用气机启动，两台气机同时打压至0.7Mpa停机，保证制动供气安全稳定。
表1制动气机型号
2.故障现象
主用制动气机自动启动失败，气机本体报故障代码5（系统压力过高），制动储气罐压力低至0.56Mpa时，备用制动气机启动运行打压至0.7Mpa时停机。维护人员检查发现压缩机油乳化严重，见图1。油气分离器堵塞，更换压缩机油、油气分离器、油过滤器后气机运行正常，但一个月后出现相同故障现象，气机控制柜显示每月累计运行时间为25小时，先后更换了六次机油，油气分离器，油过滤器，对标S-20低压气机设计维护保养要求，运行1000小时后更换压缩机油，油气分离器，油过滤器，现有运行方式远不满足设计要求。
图1 气机换油照片
3.潜在隐患
当两台制动气机均不能正常启动运行打压时，制动储气罐压力过低，机组停机过程中，机组转速下降到20%Ne时，制动器下腔供气不足，机组长时间低速转动，推力轴承油膜被破坏，镜板与推力发生瓦干摩擦，导致镜板、推力瓦烧伤，影响机组正常运行；气机长期工作于露点之下，压缩空气中水分含量较重，水分随压缩空气进入机组制动器，导致制动器腔体锈蚀而出现卡死现象，机组启动时，制动器未复归，不满足开机条件；机组停机过程中，制动器不能正常动作，导致机组长时间低速转动，引发烧瓦事故；油气分离器堵塞，压缩机油乳化严重，润滑作用降低，压缩机机头磨损，甚至损坏。
4.原因分析
针对制动气机频繁故障，根据故障现象经认真检查分析判断，由于制动储气罐容量固定，制动气机正常启动压力为0.6Mpa,停机压力为0.7Mpa，运行时间为1分20秒，气机短时间运行，压缩机工作温度不能达到70℃-100℃，工作于露点之下，进气空气中的水分经过压缩机头时不能汽化随压缩空气排出，形成的冷凝液混合在压缩机油中，致使气机内部油罐油位过高，压缩机油中混入水分，使油乳化，润滑功能降低，容易导致机头的损坏；油气分离器吸水失效，其两侧压差增大，气机本体报故障代码5（系统压力过高故障）。
5.解决思路
（1）增加制动储气罐容量，使气机运行打压时间延长。
（2）在气机出气管路上增设排污管，加装排污手阀或排污电磁阀，将排污电磁阀与制动气机启动控制开关并联连接，实现气机一边运行打压，一边打开排污电磁阀排污，通过调节排污电磁阀前端的排污手阀开度控制气罐进气量，控制气机运行时间，从而延长气机运行时间，避免冷凝水与压缩机油混合，导致机油乳化，油气分离器堵塞。
6.技术改造
经电厂技术部门研究决定，增设制动气机排污管，并在排污管上加装排污电磁阀，将其与气机启动控制开关并联连接，电磁阀前端安装排污手阀，如图1。气机运行时，通过调节排污手阀开度控制气机运行时间，制动储气罐压力为0.6Mpa时，气机启动，停机压力为0.7Mpa,工作时间由之前的1分20秒延至10分钟，避免了冷凝水与压缩机油混合，致使油乳化，冷凝水导致油气分离器堵塞。
7.改造效果
经过改造取得效果：经2016年11月份改造以来，两台制动气机正常运行16个月，期间未出现机油乳化、油气分离器堵塞等故障，压缩空气中所含水分明显减少，保证了机组安全运行。
取得的经济效益：改造前，制动气机频繁故障报警，无法正常启动打压，需每星期给气机油罐排水，人工手动启动气机运行30分钟增加气机本体温度；每月每台更换一次压缩机油、油气分离器和油过滤器，每次每台气机需一桶（20L）博格气机专用油，材料分项所需费用为：气机专用油1480元/桶、油气分离器2567元/个、油过滤器220元/个，故单台气机每次维护保养所需费用4267元。改造后11个月以来，两台制动气机均未出现过上述故障现象，共节约维护材料费68272元 。
取得安全效益：（1）制动气机正常运行，保证了制动储气罐压力正常，制动供气稳定，避免了机组长时间低速转动，引发烧瓦风险。（2）压缩空气中水分减少，避免了制动器缸体锈蚀卡塞，保证了机组正常开停机。（3）避免了压缩机油乳化，润滑作用降低，压缩机机头磨损，甚至损坏。
取得社会效益：避免了机组因为停机时制动供气异常，长时间低速转到导致镜板、推力瓦烧损，造成机组失备，影响电网正常调度。
8.总结
电厂技术人员通过对两台制动气机工作原理的分析研究，运用对标分析法，把气机实际运行情况和设计维护保养周期作对比，查出了故障原因：储气罐容量固定，气机启动短时间运行打压即可达到储气罐设定值0.7Mpa，气机工作于露点温度之下，冷凝水无法汽化排出，导致油气分离器堵塞，油乳化。找准病因后，通过技术改造，现两台制动气机运行时间均由以前的1分20秒延长至10分钟，自2016年11月份改造后至今16个月以来，从未出现上述故障现象，定期检查压缩机油，油色油位正常，对制动气机的改造达到了预期效果。
参考文献：
[1]任煜峰.水轮发电机组值班（上册）.中国电力出版社，2003年5月，63-78。
[2]张诚、陈国庆.水轮发电机组检修.中国电力出版社，2012年4月，292-294.
作者简介：高锐（1992-03），男，助理工程师，主要从事水电厂机械检修
论文作者:高锐
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：气机论文; 机组论文; 机油论文; 故障论文; 压力论文; 两台论文; 油气分离器论文; 《电力设备》2019年第6期论文;