摘要:在水電站(zhàn)機組運行過程(cheng)中，調速系統電(dian)磁流量計
及其(qi)過濾器、閥組在(zài)機組可能出現(xian)泵體振動過大(da)、噪音增大、軸承(cheng)溫升過高、電機(jī)啓動電流增大(dà)等異常，導緻調(diào)速器液壓系統(tong)工況的惡化，威(wēi)脅到水輪發電(diàn)機🆚組的安全穩(wen)定✂️運行。通過對(duì)上🛀述異常工況(kuàng)的分析、歸納、總(zong)結，可供運行維(wéi)護人員提高技(ji)術水平，以及時(shi)發現、處理運行(háng)中的異常，以确(què)保調速系⛷️統電(diàn)磁流量計長壽(shou)命高效運🧑🏽🤝🧑🏻行。
電(dian)磁流量計在水(shui)電站調速器液(ye)壓系統中應用(yong)廣泛，電磁流量(liàng)計屬容積式轉(zhuan)子泵，它是依靠(kào)由螺杆和襯套(tao)形💛成的🈚密封腔(qiang)的容積變化來(lái)吸入和排出液(yè)體的。在水電站(zhan)機組運行過程(chéng)中，調㊙️速系統電(diàn)磁流量計及🚩其(qi)過濾器、閥組在(zai)機組運行過程(cheng)中出現的一些(xie)異常工況，比如(ru):泵體振動過大(dà)，噪音增大、軸⚽承(chéng)溫升過高、電❄️機(ji)啓動電流增💋大(dà)等，會導緻調速(sù)器液壓系統工(gong)況、工🏃♂️作條件🌈的(de)惡化，威脅到水(shuǐ)輪發電機組的(de)安全穩定運行(hang)［1－6］。電磁流量計的(de)突出特點是流(liu)量平穩㊙️、壓力脈(mo)動小、自吸能力(lì)強、噪聲低、效率(lü)高、壽命長、工作(zuò)可靠;而其非常(chang)大感，可輸送較(jiao)高黏度介質。因(yīn)此研究、探讨調(diao)速系統電磁流(liu)量計異常工況(kuang)，并有針對性的(de)分析處理，對水(shuǐ)電站調速系統(tǒng)的安全穩定運(yun)行具有實際意(yi)義。
1水電站調速(su)系統電磁流量(liang)計運行簡介
依(yī)據電磁流量計(jì)的運行特點，水(shui)電站調速系統(tǒng)一般選擇電磁(ci)流量計作爲輸(shu)油、加壓泵，通常(cháng)會選擇輸油特(te)性非常穩定的(de)電磁流量計，圖(tu)1是調速系統電(diàn)磁流量計工作(zuo)油路🌈示意圖。電(dian)磁流量計主要(yào)用于輸送不含(hán)固體顆粒、無腐(fu)蝕性的各種油(yóu)類或者類似于(yú)油的潤滑油性(xing)液體。在電磁流(liu)量計内具有🎯3個(ge)轉動元件:一個(ge)主動螺杆和兩(liang)個從動感，可輸(shu)送較高黏度🔅介(jiè)質。因此研究、探(tàn)讨調速系統電(dian)磁流量計📞異常(chang)工況，并有針對(duì)性的分析處理(lǐ)，對水電站調速(su)系統的㊙️安全穩(wěn)定運行具有實(shi)際意義。
1水電站(zhan)調速系統電磁(cí)流量計運行簡(jian)介
依據電磁流(liu)量計的運行特(te)點，水電站調速(su)系統一般選擇(zé)電磁流量計作(zuo)爲輸油、加壓泵(beng)，通常會選擇輸(shū)油特性非常穩(wěn)定的電磁流量(liàng)計，圖1是調速系(xì)統電磁流量計(ji)工作油路示意(yì)圖。電磁流量計(jì)主要用✏️于輸送(song)不含固體顆粒(li)、無腐蝕☔性的各(gè)種🐕油類或者類(lei)似于油的潤滑(huá)油性液體。在電(diàn)磁流量計内具(jù)有3個轉動元件(jian)📧:一👉個主動螺杆(gan)和兩個從動螺(luo)杆是決定電磁(cí)流量計性能特(tè)征的關鍵因素(sù)，電磁流量計結(jie)構如圖2所示，包(bao)涵在襯套内的(de)相互精⛱️密齧合(he)的主、從螺杆在(zai)空間形成2個相(xiang)互封閉的密閉(bì)腔室。當👌主動螺(luo)杆轉動時，這些(xie)密閉腔室沿着(zhe)主🔞動螺杆軸線(xian)持續均勻地由(you)泵吸入腔平動(dòng)至排出腔，完成(cheng)液體的吸入和(hé)排出，這種勻速(su)軸向移動決定(dìng)了電磁流量計(ji)具有很好的吸(xī)入性能并且運(yùn)行時脈動小、運(yun)轉平穩。
單元組(zu)的零件損壞，電(dian)磁流量計運行(hang)振動、噪聲異常(cháng)升高應引起水(shuǐ)電站運行維護(hù)人員的足夠重(zhong)視。
1)進口管道密(mi)封性能不良。如(ru)果電磁流量計(ji)進口管㊙️道密封(fēng)🏃不好，電磁流量(liàng)計運轉時泵腔(qiang)裏面吸入空氣(qì)。輸✏️送帶有空氣(qì)的油液，會造成(cheng)電磁流量計泵(beng)體内汽蝕，首要(yao)表現即振動增(zeng)大、噪聲異常。此(ci)時應檢查吸入(ru)管道法蘭密封(feng)和軸封，不允許(xǔ)空氣進入，檢✍️查(cha)進口閥門是否(fǒu)漏入空氣或完(wan)全打🐉開。
2)基礎安(an)裝不牢固。有的(de)用戶把電磁流(liu)量計作爲臨時(shí)輸送❓油液✨使用(yong)或移動後使用(yòng)時，不固定電磁(ci)流量計的地🍉腳(jiǎo)螺栓就投入使(shǐ)用，這種情況是(shì)電磁流量計振(zhen)動大的👉原因之(zhi)一，電磁流量計(jì)使用前一定💁要(yao)擰緊泵的地腳(jiao)固💯定螺栓。
3)調速(su)系統回油管路(lu)未插入油液内(nei)部。圖1中藍色回(huí)油管路如果未(wei)插入油液内部(bù)，回油沖入油箱(xiang)後，會造成油箱(xiang)内油液出現大(da)量氣泡，帶有大(dà)量氣泡的油液(ye)被吸入電磁流(liu)量計泵體内，會(hui)造成電磁流量(liàng)計運轉時振動(dòng)過大，流量大、氣(qì)泡多時可導緻(zhi)軸承♻️損壞、定轉(zhuan)子抱死等嚴重(zhòng)🌈問題。回油管路(lù)須插入油💛液内(nei)部，距離回油箱(xiāng)底部20～30cm爲宜。
4)油泵(beng)、電機同軸度和(hé)同心度誤差大(da)。電機與油泵一(yi)般☂️由聯軸器聯(lián)接，因制造、安裝(zhuāng)誤差，或泵運轉(zhuǎn)時間較長，以及(ji)輸送介質🤩的性(xìng)質、承載後的變(bian)形等影響👌，往往(wang)會造成油泵、電(dian)機不同心、不同(tong)軸，進而導緻油(you)泵振動值超标(biāo)。此時💔應重新調(diao)整油泵、電機的(de)同軸度、同心度(dù)，誤差控制在±0．05mm以(yi)🌂内。
5)電磁流量計(ji)安裝高程過高(gao)。通過對電磁流(liu)量計系統的吸(xī)油特性和汽蝕(shi)餘量分析，可判(pàn)斷出電磁流量(liàng)計的安裝高☔度(dù)和其吸油能力(li)的匹配程度，如(rú)電磁流量計的(de)安裝高程超過(guo)其吸油能力，泵(bèng)在當前的高程(cheng)運‼️轉就會造✔️成(chéng)泵體内☁️部汽蝕(shi)的産生，進而導(dǎo)緻泵體内噪聲(sheng)、振動的增大。爲(wei)了避免電磁流(liu)量⭐計汽蝕現象(xiàng)的發生，泵的安(an)裝應在距離油(you)箱液面📐一定高(gāo)度範圍之内，具(ju)體高度值應依(yī)據電磁流量🛀🏻計(jì)🐇工作特性曲線(xian)判定。
6)電機缺少(shǎo)潤滑油。電磁流(liu)量計電機缺少(shao)潤滑油，會造成(chéng)電機運轉時噪(zào)音過大，一般用(yong)專用黃油槍給(gěi)🈲電機加注潤滑(hua)油。
7)電磁流量計(jì)損壞。電磁流量(liàng)計本體損壞，也(ye)會導緻泵體内(nèi)噪聲、振動的增(zeng)大。
2．2電磁流量計(jì)運行時軸承溫(wen)升過高機械行(háng)業标準JB/T8644－2007《單電磁(cí)流量計》中規定(ding):軸承溫升不得(de)超過環境溫💰度(dù)35℃，非常高🔴溫度不(bú)得超過80℃。調速系(xi)統電磁流量計(jì)可參考使用，油(yóu)泵軸承溫升試(shì)驗須每年☎️做一(yī)次，以保證軸承(cheng)良好的運轉工(gong)況。電磁🚶♀️流量計(jì)運轉時軸承溫(wen)升過高的主要(yao)原因有⛹🏻♀️:
1)電磁流(liu)量計軸承内潤(run)滑油(脂)量不足(zú)，加注潤滑油可(ke)♍解🚩決。
2)電磁流量(liang)計軸承損壞，常(cháng)常是軸承發熱(rè)的普遍原🌏因，如(ru)滾動軸承保持(chí)架損壞、鋼球壓(yā)碎内圈或外圈(quān)斷裂♋;滑動🔴軸承(cheng)的合金層🌈剝落(luo)、掉塊等;如軸承(chéng)處聲音異常、噪(zao)音明顯增大，應(yīng)及時檢查軸承(cheng)檢查并更換。
3)油(yóu)泵、電機同軸度(dù)和同心度誤差(cha)增大也是導緻(zhi)軸🌈承溫❌升過💁高(gao)的常見原因，電(diàn)機、油泵運轉一(yi)段時間後，由于(yú)制造、安裝、運♉行(hang)等原因，導緻軸(zhóu)承摩擦增大❌，溫(wēn)升過高。此時重(zhong)新調整油泵🛀🏻、電(dian)機的同軸度、同(tong)心度，誤差控⛱️制(zhì)在±0．05mm以内。
2．3電磁流(liu)量計啓動後電(diàn)機電流過高
1)工(gōng)作介質黏度較(jiào)大，即實際黏度(du)高于所選泵或(huo)設計泵✊的黏度(dù)值。不相匹配黏(nian)度的流體可能(néng)使橡膠溶脹，增(zēng)加了定、轉子之(zhī)間的過盈配合(he)值，使扭矩和消(xiāo)耗功率增大。增(zeng)大電♈磁流量計(ji)電機功率并降(jiang)低電機的轉速(sù)可解決工作介(jie)質黏度較大✂️的(de)問題。
2)出口管道(dao)壓力過高，超過(guò)了安全閥的全(quán)排壓力，而安♈全(quan)👌閥未動❓作。電磁(ci)流量計運轉過(guo)程中如發現電(dian)機電流異常升(shēng)高，應首先檢查(chá)泵出口壓力是(shì)否正🐆常，并根據(ju)情況調整安🈲全(quan)閥的全排壓✨力(lì)。
3)油泵、電機同軸(zhóu)度和同心度誤(wu)差增大也是導(dǎo)緻電磁流量計(jì)電機電流過高(gao)的常見原因，此(ci)種情況應重新(xin)調整油泵、電機(ji)的同軸度、同心(xin)度，誤差控制在(zài)±0．05mm以内。
2．4電磁流量(liang)計運行時輸油(yóu)效率降低
1)進口(kǒu)管道被堵塞造(zao)成油泵進口流(liú)量變小，是導緻(zhi)❓電磁🌂流量計輸(shū)油效率降低的(de)非常主要原因(yīn)，首先應檢查過(guò)濾器及吸💜入管(guǎn)路，排除堵塞問(wen)題。
2)有的用戶把(bǎ)電磁流量計的(de)進口管道改小(xiǎo)，由于吸入管路(lu)直徑太小跟不(bú)上出油流量導(dao)緻電磁流量計(ji)出💃🏻現空轉的現(xiàn)象，應根據三螺(luó)杆的設計流量(liàng)、工作特性🎯曲線(xiàn)等修改進💋口管(guǎn)道直徑。
3)介質黏(nián)度較大、轉速太(tai)高也是電磁流(liu)量計運行時輸(shu)油效率降低的(de)原因之一，輸送(song)介質黏度太大(dà)，而泵的轉速太(tai)高導緻☀️，電磁流(liu)量計轉子旋轉(zhuan)時，泵兩端存在(zai)一定的壓差，油(you)液可迅速充滿(mǎn)空腔。如油液黏(nián)度較大，則流動(dong)性較差，吸入口(kou)的阻力✍️較大，造(zào)成✊油液不能快(kuài)速充滿空腔，泵(beng)的效率會急劇(jù)下降。針☀️對黏度(du)較大的介質，電(dian)磁流量計選型(xing)初期就💰應該💚低(di)轉速泵。
3調速液(ye)壓系統電磁流(liu)量計選型注意(yì)事項
針對油泵(beng)運行中的異常(cháng)工況，油泵電機(ji)單元選型前，要(yào)充分了解其使(shǐ)用條件，除了要(yào)獲得準确的運(yùn)行流量、壓力外(wài)，還要明确輸送(song)介質的特性，比(bǐ)如介質的腐蝕(shi)性強度，是否有(you)固溶物，以及固(gu)溶物的比率和(he)固體顆粒的大(da)✉️小，同時工作介(jie)質的工作溫度(du)📱、粘度、比重也是(shì)重點考慮的因(yin)素;除此之外，設(she)計人員需要到(dao)使用現場充分(fèn)調查并記錄油(you)泵裝置的✍️吸入(ru)條件🥵、安裝條件(jiàn)等。根💞據多年的(de)運維經驗，爲避(bì)免三螺杆油泵(bèng)運行異常工況(kuang)，電磁流量㊙️計選(xuǎn)型時應注意以(yi)下幾點:
1)以電磁(ci)流量計的工作(zuò)特性曲線爲基(ji)礎進行調速系(xì)🔴統電磁流量計(jì)的選型。電磁流(liu)量計工作特性(xing)曲線是指導電(diàn)磁流量計抽☔油(yóu)的技術基礎，無(wu)論是選油泵、選(xuǎn)😍電機、施工設計(ji)㊙️和使用管理都(dou)🥰要以泵的特性(xìng)曲線爲🧑🏾🤝🧑🏼基礎，泵(beng)的特性曲線主(zhu)要包括💔:①容積效(xiào)率曲線－壓力與(yu)排量的關系曲(qu)線;②機械效率曲(qǔ)線(即扭📞矩曲線(xiàn))－壓力與轉子扭(niǔ)矩關系曲線;③總(zong)效率曲線(即系(xi)統效率曲線)－壓(yā)力與系統效率(lü)關系曲線。泵工(gong)作特性曲線如(rú)圖3示，圖🥵3中的中(zhong)間區域爲泵的(de)非常佳工作區(qū)域。泵在這一區(qū)域效率非常高(gao)，而且使用壽命(mìng)長。設計人員必(bì)須找出電磁流(liu)量計的非常佳(jiā)工作區域，推薦(jian)給制造商用戶(hù)，才能使電磁流(liú)量計得到合理(lǐ)的使用，減少故(gu)障，并延長泵的(de)壽命。
2)設計布置(zhi)電磁流量計進(jin)出口管道時，應(yīng)合理選擇管道(dào)直🛀徑和彎頭。進(jin)口管道直徑大(dà)，在相同流量下(xia)💋，油液🌏流速🙇♀️度小(xiǎo)，阻力損失小，但(dan)價格高，管道直(zhí)徑小，會導緻阻(zǔ)力損失急劇增(zēng)大，使💁所選泵的(de)揚程、功率增加(jia)，成本和運行費(fei)用都增加。管道(dào)布置🐇應盡可能(neng)💞布置成直管，盡(jin)量減小管道中(zhōng)的附件和盡量(liang)縮小管道長度(dù)，必須👣轉彎的時(shí)候，彎頭的彎曲(qu)半徑應該🈲是管(guǎn)道直♊徑的3～5倍，角(jiǎo)度盡🌈可能大于(yú)90℃。應從技術和經(jing)濟的角度綜合(he)考慮📧電磁流量(liàng)計進出口🏃🏻♂️管道(dào)和彎✔️頭的布置(zhì)㊙️。
3)泵出口側必須(xu)裝設逆止閥。逆(nì)止閥在液體倒(dǎo)流時可防🧑🏽🤝🧑🏻止🏒泵(beng)❤️反轉，并使泵避(bì)免油擊的破壞(huai)，當壓力油✊倒流(liu)時，會産生巨大(da)的反✉️向壓力，單(dān)向閥可避免泵(beng)體損壞🥰。
4)泵流量(liang)的确定。如果生(shēng)産工藝中已給(gei)出非常小流💃🏻量(liang)、工作流💋量、非常(chang)大流量，應按非(fei)常大流量考慮(lǜ)。如💞果生産工藝(yì)中隻給出工作(zuo)流量，則電磁流(liu)量計流量選擇(zé)時應考慮留一(yī)定餘量✨。
5)輸送介(jiè)質黏度和轉速(su)的匹配。依據前(qián)述，如果輸送🔅的(de)🐪介質🛀黏度超标(biāo)，而泵的轉速又(you)比較高，會造成(cheng)泵的效率急劇(jù)下降。針對黏度(du)較大的介質，電(diàn)磁流量計選型(xíng)🏃🏻初期就應該選(xuan)低轉速🔴泵。
6)調速(su)系統回油管路(lu)設計。依據前述(shu)，調速系統回油(you)管路設計時，回(hui)油管路須插入(rù)油液内部，距離(li)回油箱底部20～30cm爲(wèi)宜。以避免泵體(tǐ)汽蝕、軸承損壞(huài)、定轉子抱💜死等(deng)嚴重問題的發(fā)生。
4結語
電磁流(liu)量計在水電站(zhan)調速系統中的(de)作用舉足輕重(zhong)，而且🐅零件一旦(dàn)損壞，維護、更換(huàn)成本較高。及時(shi)發😘現電磁流量(liàng)計運轉過程中(zhōng)存在的異常工(gōng)況，是每一個水(shui)電站運行維護(hù)人員的重要任(ren)♉務。運行維護人(rén)員應考慮工作(zuo)介質特性、腐蝕(shi)性、黏度🍓、工作溫(wēn)度以及泵的壓(ya)力、流量等因素(su)，結合電磁流量(liang)計的工作特性(xing)曲線、吸入條件(jiàn)、布置條件，深入(rù)分析電磁流量(liang)計異常工況的(de)原因。需要時調(diào)整油泵、電機的(de)同軸㊙️度、同心度(dù)，更換進口密封(feng)、進口閥門、單向(xiàng)閥等措施，消除(chu)一⛹🏻♀️般的異常工(gong)況。經設計單位(wèi)、廠家共同驗🙇♀️證(zhèng)，如有設計選型(xíng)、制造、管🌐道施工(gōng)布置方面存在(zai)的問題，應及時(shi)停止泵的運行(háng)，并由生産管理(lǐ)部門提🏃🏻出技術(shù)改造方案并實(shi)施，避免對電磁(cí)流量計造成✂️更(geng)大的損🌏害。選型(xing)得當，維護合理(lǐ)，電磁㊙️流量計就(jiu)可長周期、不間(jian)斷的運轉。對水(shui)電站調速系統(tǒng)中的電🏒磁流量(liang)計的異常工況(kuang)作了歸納、總結(jie)，希望能帶給水(shuǐ)電站運行維護(hu)人員一點啓發(fā)，确保水電站調(diào)速系統電磁流(liu)量計長壽命高(gāo)效運行。
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