鐘世菊

摘 要：文章通過對(duì)五一橋水電站機(jī)組油壓裝置油泵電機(jī)存在的啟動(dòng)失敗問題，從電機(jī)本體、組合閥逆止閥加工精度不達(dá)標(biāo)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的原因分析，并提出了改造方案。

關(guān)鍵詞：五一橋；水電站；油壓裝置；油泵啟動(dòng)失敗

五一橋水電站三臺(tái)機(jī)組油壓裝置均采用螺桿泵3GR36X6C2型，目前，三臺(tái)機(jī)組油壓裝置均出現(xiàn)了電機(jī)啟動(dòng)失敗故障，一方面增加了維護(hù)工作量：另一方面極大影響了電站的經(jīng)濟(jì)效益和供電可靠安全性。文章對(duì)五一橋水電站三臺(tái)機(jī)組油壓裝置油泵啟動(dòng)失敗故障進(jìn)行了分析與處理，同時(shí)提出了解決方案，避免此類現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生。

1 油壓裝置故障現(xiàn)象

隨著冬季氣溫明顯下降，環(huán)境溫度在15℃左右時(shí)，三臺(tái)機(jī)組油壓裝置的油泵均出現(xiàn)過電機(jī)啟動(dòng)失敗故障。其電機(jī)均由軟啟動(dòng)器降壓啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)5秒后恢復(fù)全壓運(yùn)行。目的在于采用降壓啟動(dòng)可以提高油泵電機(jī)的啟動(dòng)力矩，起到保護(hù)電機(jī)因頻繁啟動(dòng)所帶來的損傷。

電站自投產(chǎn)以來運(yùn)行過程中出現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)失敗故障現(xiàn)象均出現(xiàn)在冬季夜間時(shí)段，1F機(jī)組2#油泵尤為突出。經(jīng)過廠家人員拆卸該油泵和組合閥回路檢查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致此故障的主要原因?yàn)榻M合閥逆止閥CV2加工精度不達(dá)標(biāo)，在運(yùn)行過程中偶爾出現(xiàn)卡阻，電機(jī)啟動(dòng)后油泵出口的高壓油在5秒鐘時(shí)間內(nèi)無法頂開逆止閥CV2，則油壓裝置控制屏內(nèi)的軟啟動(dòng)器就判定為電機(jī)故障，從而退出運(yùn)行改換另一組電機(jī)工作。

2 油壓裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

五一橋水電站機(jī)組油壓裝置系統(tǒng)主要由壓力罐、壓力儀表架、安全閥、油位計(jì)、組合閥、組合閥出油管、集油槽、螺桿油泵、電動(dòng)機(jī)組成。為保證油壓裝置工作可靠裝設(shè)有兩臺(tái)螺桿泵，兩者互為備用。為了直觀反映壓力油罐中油位的高低而裝設(shè)了油位計(jì)，從磁翻板中可以觀察到壓力油罐中油位的高低，同時(shí)在上面裝設(shè)了高、低限的開關(guān)量報(bào)警。壓力油罐內(nèi)的油是通過螺桿泵將集油槽內(nèi)的清潔油打壓至壓力油罐。壓力油經(jīng)壓力罐總出油管輸出到各用油設(shè)備處，回油則到集油槽的污油區(qū)，污油經(jīng)濾油網(wǎng)過濾后進(jìn)入凈油區(qū)，再經(jīng)螺桿油泵吸入送往油壓裝置構(gòu)成了一個(gè)封閉的循環(huán)油路。如圖1所示。

圖1 油壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 組合閥結(jié)構(gòu)原理圖

3 組合閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

組合閥包含逆止閥、卸載先導(dǎo)閥、安全先導(dǎo)閥和卸荷先導(dǎo)閥，同時(shí)設(shè)有三個(gè)油口，壓力進(jìn)油口P、出油口P1和回油口T，P口與油泵出口相連，出油口P1與壓力罐進(jìn)口相通，回油口T與油箱連接。

3.1 卸載閥

由于螺桿泵的電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定需要一定時(shí)間，如果在螺桿泵達(dá)到額定流量前帶上負(fù)載，則容易損壞螺桿泵的液壓系統(tǒng)。而采用卸載閥則可以使螺桿泵啟動(dòng)時(shí)處于卸荷狀態(tài)，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，螺桿泵才能輸出額定壓力和流量的壓力油。

3.2 安全閥

安全閥是為了防止螺桿泵與壓力罐過載，并保護(hù)其安全的一種泄放裝置。安全閥由安全先導(dǎo)閥YV2和主閥CV1組成。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，螺桿泵仍然運(yùn)轉(zhuǎn)，油壓繼續(xù)升高，當(dāng)壓力作用于先導(dǎo)控制閥YV2的推力大于整定彈簧力時(shí)，則YV2動(dòng)作，使CV1控制的油排泄，此時(shí)，在P口壓力作用下主閥CV1被推開，逆止閥CV2關(guān)閉，使油泵工作在自循環(huán)狀態(tài)下，壓力油罐及螺桿泵都能保持在額定壓力下工作。

3.3 卸荷閥

卸荷閥由卸荷先導(dǎo)閥YV3與主閥CV1組成。它是為螺桿泵作連續(xù)運(yùn)行而設(shè)置的。螺桿泵采用連續(xù)工作時(shí)，壓力油罐的壓力隨流量而變化，當(dāng)輸入流量大于輸出流量時(shí)，壓力隨之升高，當(dāng)壓力高于工作壓力上限時(shí)，卸荷先導(dǎo)控制閥YV3控制腔壓力克服彈簧力而動(dòng)作，切斷來自油泵的控制油源，因?yàn)镃V1控制腔泄油，使CV1活塞被推開，主油道壓力油隨之排油卸荷，使螺桿泵工作在自循環(huán)狀態(tài)。隨著系統(tǒng)的消耗，壓力油罐內(nèi)油壓逐漸降低，壓力油罐的壓力達(dá)到工作油壓下限時(shí)，卸荷先導(dǎo)閥YV3在彈簧力的作用下關(guān)閉。CV1控制腔隨著建壓而關(guān)閉主閥。螺桿泵恢復(fù)向壓力油罐供油。安全閥和卸載閥動(dòng)作壓力，可以分別通過YV2、YV3的彈簧預(yù)緊來調(diào)整。

3.4 逆止閥

在壓力油通往系統(tǒng)前設(shè)有一逆止閥CV2。由于P1壓力的作用，逆止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，油泵啟動(dòng)后，經(jīng)卸載閥YV1的卸載作用，直到主閥CV1關(guān)閉，P口的壓力上升到一定壓力克服逆止閥背壓，打開逆止閥向壓力油罐充油。

4 故障原因分析

在沒有得到有效的解決辦法前，運(yùn)維人員一直采取手動(dòng)將油泵電機(jī)反轉(zhuǎn)數(shù)圈后再將油泵手動(dòng)打壓，直至逆止閥CV2被壓力油頂開，則故障暫時(shí)消除。或者維護(hù)人員采用將故障閥組拆卸后進(jìn)行清洗和閥芯的細(xì)磨，但是只能起到短暫的解決效果。

經(jīng)對(duì)比同類電站設(shè)備發(fā)現(xiàn)，該組合閥系老式產(chǎn)品，全部由機(jī)械控制原理來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。即克服彈簧反作用力從而達(dá)到開合關(guān)閉的功能，且閥組里面的卸載閥和安全閥也因機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)所導(dǎo)致彈簧限位螺母發(fā)生變位而出現(xiàn)誤動(dòng)作，給機(jī)組安全運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)隱患。

5 解決方案

參照同類電站的油壓裝置控制原理，本站組合閥設(shè)備應(yīng)具備以下功能（如圖所示）：（1）油泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該為空載啟動(dòng)，解決辦法（采用電磁閥控制的YV1卸載先導(dǎo)閥）來實(shí)現(xiàn)延時(shí)5秒開合；（2）電機(jī)啟動(dòng)5秒正常后（采用電磁閥控制的YV1卸載先導(dǎo)閥閉合），壓力油經(jīng)過逆止閥CV2進(jìn)入壓力油罐；（3）油泵打壓至額定后，（采用電磁閥控制的YV3卸荷先導(dǎo)閥打開），即油泵空載同時(shí)逆止閥CV2自動(dòng)關(guān)閉；（4）在打壓過程中若YV1、YV3、CV2任一閥組出現(xiàn)卡阻時(shí)，則（采用電磁閥控制的YV2安全先導(dǎo)閥）應(yīng)在壓力達(dá)到整定值時(shí)開啟卸載，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，達(dá)到保護(hù)該油壓裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行條件。

所以本站油壓裝置組合閥應(yīng)更換為具有上述四條功能的設(shè)備，以達(dá)到安全、科學(xué)、先進(jìn)的無人值班少人值守運(yùn)營模式，也為隱患排查和安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。