李祥波（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

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新疆某電站事故配壓閥及蝶閥聯(lián)合動(dòng)作的應(yīng)用及技術(shù)改進(jìn)

李祥波
（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

摘要：通過對(duì)新疆某電站事故配壓閥及蝶閥動(dòng)作的介紹，提出了純機(jī)械過速保護(hù)裝置用于中小型水電站調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥聯(lián)合動(dòng)作應(yīng)注意的問題，并提出了技術(shù)改進(jìn)的方法。

關(guān)鍵詞：調(diào)速器；事故配壓閥；純機(jī)械過速保護(hù)裝置；蝶閥

1概述

新疆某電站工程位于新疆特克斯縣境內(nèi)的特克斯河一級(jí)支流庫克蘇河上，是該流域水力發(fā)電規(guī)劃報(bào)告“三庫六級(jí)”中的第六個(gè)梯級(jí)水電站，采用引水式開發(fā)，電站工程建設(shè)的主要任務(wù)是發(fā)電，電站總裝機(jī)容量38 MW，裝設(shè)1臺(tái)單機(jī)容量24 MW和2臺(tái)單機(jī)容量7 MW（8 MW長期運(yùn)行）的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，分別對(duì)應(yīng)采用了GYT-20000型和GYT-5000型高油壓水輪機(jī)調(diào)速器；進(jìn)水閥門采用重錘式水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥。

2調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥聯(lián)合動(dòng)作技術(shù)的來源

機(jī)械過速保護(hù)裝置適用于水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速保護(hù)，它可以在完全沒有電源的情況下正常工作，使機(jī)組在過速的危險(xiǎn)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)事故停機(jī)。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速，且轉(zhuǎn)速在上升過程中出現(xiàn)以下2種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，機(jī)械過速保護(hù)裝置啟動(dòng)。

（1）調(diào)速系統(tǒng)故障，同時(shí)調(diào)速器緊急停機(jī)回路也發(fā)生故障；

（2）過速保護(hù)系統(tǒng)失去操作電源。

盡管這些極端情況發(fā)生概率很低，但機(jī)械過速保護(hù)裝置確實(shí)可以在出現(xiàn)災(zāi)難之前使得機(jī)組停下來，避免災(zāi)難的出現(xiàn)。它是機(jī)組轉(zhuǎn)速的最后一道保護(hù)裝置。通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如：事故配壓閥、重錘關(guān)機(jī)裝置、調(diào)速器緊急停機(jī)閥等來實(shí)施快速的關(guān)機(jī)。目前國內(nèi)包括三峽水電站在內(nèi)的數(shù)百家水電站都使用了機(jī)械過速保護(hù)裝置，應(yīng)用已得到普及。

圖1　事故配壓閥及蝶閥控制原理圖

3新疆某電站調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥控制聯(lián)合動(dòng)作部分技術(shù)方案簡介

圖1是截取的部分調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥控制裝置原理圖。

在機(jī)械過速保護(hù)裝置未動(dòng)作時(shí)，對(duì)于調(diào)速器事故配壓閥：當(dāng)電磁閥1動(dòng)作后，液控閥1和液控閥2的控制油接通回油管路，液控閥1和液控閥2同時(shí)動(dòng)作，來自調(diào)速器控制部分開和關(guān)的液壓油路全部切斷，不論調(diào)速器本身處于任何工作狀況，調(diào)速器壓力油經(jīng)過液控閥2進(jìn)入接力器使接力器關(guān)閉，同時(shí)接力器的回油經(jīng)過液控閥1進(jìn)入調(diào)速器油箱，調(diào)速器事故配壓閥實(shí)現(xiàn)事故停機(jī)功能。對(duì)于蝶閥控制裝置，電磁閥2先動(dòng)作，蝶閥鎖錠液壓缸動(dòng)作，鎖錠退出，在鎖錠完全退出時(shí)行程閥動(dòng)作，由于行程閥進(jìn)出油口兩端都是等壓液壓油，因此液控閥3依舊保持圖1中狀態(tài)，在電磁閥3動(dòng)作后，插裝閥的控制油接通回油管路，插裝閥動(dòng)作，重錘使蝶閥關(guān)閉。

在機(jī)械過速保護(hù)裝置動(dòng)作后，對(duì)于調(diào)速器事故配壓閥：若電磁閥1未動(dòng)作，液控閥1和液控閥2的控制油接通回油管路，液控閥1和液控閥2同時(shí)動(dòng)作，來自調(diào)速器控制部分開和關(guān)的液壓油路全部切斷，不論調(diào)速器本身處于任何工作狀況，調(diào)速器壓力油經(jīng)過液控閥2進(jìn)入接力器使接力器關(guān)閉，同時(shí)接力器的回油經(jīng)過液控閥1進(jìn)入調(diào)速器油箱，調(diào)速器事故配壓閥實(shí)現(xiàn)事故停機(jī)功能。對(duì)于蝶閥控制裝置，若電磁閥2未動(dòng)作，鎖錠液壓缸在彈簧力的作用下使蝶閥鎖錠退出，在鎖錠完全退出時(shí)，行程閥動(dòng)作，使蓄能器的壓力油和液控閥3的控制壓力油經(jīng)過行程閥接通回油管路，液控閥3動(dòng)作后，若電磁閥3未動(dòng)作，插裝閥的控制油經(jīng)過液控閥3接通回油管路，插裝閥動(dòng)作，重錘使蝶閥關(guān)閉。

4運(yùn)用中存在的問題

在新疆某電站的運(yùn)行過程中，驗(yàn)證了調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥控制聯(lián)合動(dòng)作技術(shù)實(shí)施的效果，在機(jī)械過速保護(hù)裝置動(dòng)作后，調(diào)速器事故配壓閥和蝶閥控制裝置都有不同程度的動(dòng)作延時(shí)，而用電動(dòng)分別控制調(diào)速器事故配壓閥和蝶閥控制裝置時(shí)，卻沒有動(dòng)作延遲。

5技術(shù)改進(jìn)及探討

根據(jù)電站運(yùn)用中的現(xiàn)象，電磁閥1動(dòng)作時(shí)調(diào)速器事故配壓閥動(dòng)作未延時(shí)，電磁閥3動(dòng)作時(shí)蝶閥關(guān)閉動(dòng)作未延時(shí)，可初步判斷機(jī)械過速保護(hù)裝置至調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥控制裝置間的液壓油管路存在問題。另外，對(duì)系統(tǒng)原理圖進(jìn)行深入分析，當(dāng)機(jī)械過速保護(hù)裝置動(dòng)作后，蝶閥控制裝置的動(dòng)作順序是：鎖錠完全退出→行程閥動(dòng)作→液控閥3動(dòng)作（蝶閥關(guān)閉），行程閥實(shí)現(xiàn)了鎖錠完全退出后蝶閥才關(guān)閉；在鎖錠的退出過程中且行程閥尚未動(dòng)作時(shí)，蝶閥需保持原有狀態(tài)，這是液控閥3通過蓄能器提供壓力實(shí)現(xiàn)的。在鎖錠完全退出后，需將蓄能器及液控閥的控制端的壓力油完全排除才能使蝶閥關(guān)閉，因此導(dǎo)致了蝶閥動(dòng)作延時(shí)。

通過對(duì)電站現(xiàn)場機(jī)械過速保護(hù)裝置進(jìn)出油管路的勘測，現(xiàn)場由機(jī)械過速保護(hù)裝置控制閥至調(diào)速器及蝶閥控制裝置的油管路較長，當(dāng)機(jī)械過速保護(hù)裝置控制閥動(dòng)作后液壓油流經(jīng)管道的沿層阻力較大，因此將機(jī)械過速保護(hù)裝置至調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥控制裝置的油管路內(nèi)徑增大，以減小管道的沿程阻力。管道改造后對(duì)調(diào)速器事故配壓閥的動(dòng)作及時(shí)性效果明顯，對(duì)蝶閥動(dòng)作的動(dòng)作及時(shí)性也有改善。后續(xù)將對(duì)蝶閥控制裝置的蓄能器進(jìn)行改造，更換為更小容積的蓄能器，滿足鎖錠退出的過程中能使液控閥3的控制端保壓即可。

6結(jié)語

調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥聯(lián)合動(dòng)作技術(shù)在新疆某電站的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了在危險(xiǎn)狀況下事故停機(jī)并關(guān)閉進(jìn)水蝶閥，進(jìn)一步提高了電站運(yùn)行的自動(dòng)化程度，為“少人值守、無人值班”提供了安全保障。調(diào)速器事故配壓閥及蝶閥聯(lián)合動(dòng)作技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)的問題及技術(shù)改進(jìn)方法，為其他水電站機(jī)組的類似情況提供了現(xiàn)實(shí)參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈寶良，郭建業(yè).關(guān)于高油壓調(diào)速器技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].水力發(fā)電，2003（9）.

[2]郭建業(yè).高油壓水輪機(jī)調(diào)速器技術(shù)及應(yīng)用[M].武漢：長江出版社，2007.

作者簡介：李祥波（1979-），男，高級(jí)工程師，從事水電站機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)的建設(shè)和運(yùn)行管理工作。

收稿日期：2015-11-19

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.018

中圖分類號(hào)：TV734.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2016）03-0061-02