油液在线监测的水轮机组故障诊断分析

　　一、油液在线监测的水轮机组故障诊断分析

　　水力发电机组的作用是将河川、湖泊等位于高处具有势能 的水流至低处，经水轮机转换成水轮机的机械能，水轮机又推 动发电机发电，将机械能转换成电能。

　　机组推导轴承为下导和推力联合轴承，推力承受机组转动 部分重量，是发电机最重要的组成部件之一，其运行状况直接 关系到机组的安全稳定运行，尤其是推导油液品质、推力油膜厚度及推力瓦受力是机组运行优良的关键指标。 基于设备的“血液”润滑油的在线监测技术可以通过主机及控制系统的油品特性监测分析提前发现系统存在的早期异常，做到早预防、早诊断、早维护，确保设备运行可靠性。

　　1.监测指标 根据现场在线监测仪器获取的监测数据，主要包含污染度、 水活性、水分、黏度及磨损情况。以下主要对各参数表征含义及 监测结果进行分析。

　　1.1水分

　　在润滑系统中，油中的水分主要来自于油冷器泄漏或空气污 染，油中进水将使得设备生锈的风险增大。水分将使油品 氧化变质，增加油泥，恶化油质，聚酯抗燃油进 水将使得产生水解反应 生成有机酸，使得油品 腐蚀性增大;水分还会 使油中的添加剂水解反 失效，降低油品的极压 耐磨或抗氧化性能;

　　1.2 黏度和油温

　　黏度是流体流动时内摩擦力的度量，用于衡量油品在特定温 度下抵抗流动的能力。黏度是油品选择的主要依据，同时也是判 断设备润滑状态、确定是否换油的重要依据。黏度值的改变反映了设备运行状态的变化，黏度异常将导致设备润滑不良，机械表 面产生异常磨损，如点蚀、剥落等(图 2)。在使用过程中，油品黏 度变化的主要原因有油品氧化、劣化、水分乳化及污染物浸入等， 另外在日常维护保养过程中，加错油也会导致黏度发生变化。

　　机组润滑系统油温升高后造成的影响主要有以下6个：

　　1.油温升高使油的 黏度降低，如果油的黏温 性能较差，温度变化导致 黏度变化更为显著，元件 及系统内油的泄漏量将 增多，进而导致液压泵的 容积效率降低。

　　2.油温升高将使机械元件产生热变形，各类阀类元件受 热后膨胀，可能使配合间隙减小，因而影响阀芯的移动，增加磨损，甚至卡阀。

　　3.油温升高黏度降低后相对运动表面间的润滑油膜将变 薄，增加机械磨损，在油液污染度较高时易产生机械故障。

　　4.油温升高使油的黏度降低，使油液经过节流小孔或缝 隙式阀门的流量增大，使原来调节好的工作速度发生变化，影响工作的稳定性，降低工作精度。

　　5.油温升高将使油液的氧化速度加快，导致油液变质劣化， 降低油的使用寿命。油中析出的油泥等沉淀物还会堵塞元件的 小孔和缝隙，影响系统的正常工作

　　6.油温过高会使密封装置迅速老化变质，丧失密封性能。

　　1.3 污染度

　　据统计，系统故障中有 75%以上是由于油液污染造成的。 颗粒污染指油中含有的固体颗粒含量，其主要来源于外界的粉 尘、砂砾、密封胶质物，也有来源于系统内部的油品氧化产物(油 泥)、过滤器的玻璃纤维、油管中的锈蚀/颗粒以及摩擦副表面的 磨损颗粒等。这些固体杂质颗粒会影响润滑油膜的连续性，导致 摩擦副磨损;催化基础油裂化，影响油液寿命及油膜强度，还可能堵塞滤油器、油线管道、润滑油槽，或沉积在摩擦部件表面影 响散热。在高速机中，油泥还易附着在轴瓦表面形成漆膜，固体颗粒污染通常可以用污染度来进行评价。

　　1.4 磨损

　　磨损颗粒污染指油中含有的固体颗粒含量，包括金属颗粒 和非金属颗粒，其主要来源于外界的粉尘、砂砾、密封胶质物，也有来源于系统内部的油品氧化产物(油泥)、过滤器的玻璃纤维、 油管中的锈蚀颗粒以及摩擦副表面的磨损颗粒等。

　　这些固体杂质颗粒会影响润滑油膜的连续性，导致摩擦副磨损。催化 基础油裂化，影响油液寿命及油膜强度，还可能堵塞滤油器、油线管道、润滑油槽，或沉积在摩擦部件表面影响散热。在高速旋 转设备中，油泥还易附着在轴瓦表面形成漆膜，固体颗粒污染通常可以用污染度来进行评价。

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