淺談趙山渡水力發(fā)電廠3號機(jī)組調(diào)速器改造更新

(浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展責(zé)任公司，浙江溫州 325000)

1 電廠概況

趙山渡水力發(fā)電廠位于飛云江干游河段上，閘壩上游集雨面積為2302km2，相應(yīng)區(qū)間平均降水量為1869mm，上游正常蓄水位22.00m，下游尾水位為7.00m，趙山渡發(fā)電廠3臺機(jī)組總機(jī)容量為22MW。

電廠3號機(jī)組型號為GD007-WZ-180，屬于貫流軸伸式機(jī)組，裝機(jī)容量為2MW。該機(jī)組原調(diào)速器型號為SLT-1800，接力器容量18000N·M，接力器行程200mm，采用可編程控制器控制。

2 存在的問題

電廠3號機(jī)組自投運以來，調(diào)速器暴露出不少缺陷和隱患，增加了電廠運行人員的勞動程度，嚴(yán)重影響了機(jī)組和電站的安全穩(wěn)定運行，降低了機(jī)組效益。存在的主要問題如下:

a.誤傳現(xiàn)象常出。導(dǎo)葉位置傳感器為線位移型，輸出電流為0～5mA，常出現(xiàn)誤傳現(xiàn)象，信號不穩(wěn)定，導(dǎo)葉位置傳感器零位容易發(fā)生漂移。

b.調(diào)速器操作功不夠。在帶負(fù)荷過程中，常出現(xiàn)導(dǎo)葉滯調(diào)，導(dǎo)葉開度在50%與78%位置時，負(fù)荷特別難調(diào)，出現(xiàn)拐點現(xiàn)象，調(diào)速器只有閥動，而接力器不動，嚴(yán)重影響機(jī)組負(fù)荷調(diào)整。

c.調(diào)速器閥組發(fā)熱嚴(yán)重。由于調(diào)速器操作功不足，電磁閥常因帶電而損壞，閥體過熱，影響操作油質(zhì)量。

d.調(diào)速器常出現(xiàn)通訊異常現(xiàn)象。在機(jī)組運行過程中，可能由于干擾或其他電子設(shè)備原因，時常出現(xiàn)調(diào)速器通訊故障報警。

e.機(jī)組不能帶滿負(fù)荷運行。2000kW機(jī)組有時只能帶到1500kW，嚴(yán)重影響機(jī)組發(fā)電量。

f.并網(wǎng)命令有時失效。在并網(wǎng)過程中，機(jī)組頻率波動較大，經(jīng)常要發(fā)多次并網(wǎng)命令。

g.負(fù)荷波動大，停機(jī)蠕動時間長。

3 新調(diào)速器的主要指標(biāo)

3.1 技術(shù)指標(biāo)

新調(diào)速器型號為SLT-3000，適用于中小型水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)與控制。在結(jié)構(gòu)上，電氣部分與機(jī)械液壓系統(tǒng)和油壓裝置組合為一體。主要技術(shù)指標(biāo)為:額定工作油壓16MPa，控制電源是交直流220V，采用自動補(bǔ)償調(diào)節(jié)規(guī)律與殘壓測頻，暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bt=0～200%，永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp=0～10%，積分時間常數(shù)Td=0～20s，加速器時間常數(shù)Tn=0～5s，功率死區(qū)范圍i=0～5%，功率給定位范圍P=0～100%。

3.2 性能指標(biāo)

調(diào)節(jié)測頻誤差不大于0.00034%，靜態(tài)性轉(zhuǎn)速死區(qū)ix不大于0.04%，甩25%負(fù)荷，接力器不動時間不大于0.2s，甩100%負(fù)荷，過渡過程超過3%額定轉(zhuǎn)速的波峰數(shù)N＜2，調(diào)節(jié)時間T不動時間小于40s。

4 主要優(yōu)點

采用可靠性較高的可編程序 (PLC)，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，具備容錯、自診斷功能，平均無故障時間達(dá)30萬h以上;智能容錯測頻及自動識別大小網(wǎng)，頻率測量方法精度高;多處理器并行工作，速度快，高抗干擾能力;采用PLC內(nèi)部測頻方式，可同時滿足適時性和測頻精度的要求，機(jī)頻故障時可自動地切為手動;增加液壓油路閉鎖裝置，提高機(jī)組停機(jī)可靠性;速功加大，原18000N·M加大到30000N·M，有利于機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)性能;增加操作油由蓄能器與油泵同時供油環(huán)節(jié)，電機(jī)啟動頻率明顯下降，增加電機(jī)使用壽命。

5 調(diào)速器安裝與調(diào)試

5.1 技術(shù)準(zhǔn)備

組織有關(guān)人員熟悉廠家提供的施工圖紙及相關(guān)的技術(shù)資料，認(rèn)真仔細(xì)地研究分析，依據(jù)圖紙、技術(shù)資料、產(chǎn)品說明書、調(diào)速器油箱安裝程序及設(shè)備安裝檢查記錄表，對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，使每位員工在施工前均明確自己的崗位職責(zé)及接力器安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，做到心中有數(shù)，有的放矢，以便充分做好施工前的各項準(zhǔn)備工作，確保調(diào)速器 (該機(jī)組調(diào)速器是整體結(jié)構(gòu)，即接力器與油箱是安裝在一起的)調(diào)整工作順利、高效地完成。

5.2 施工準(zhǔn)備

拆缷原調(diào)速器，整平夯實基礎(chǔ)。根據(jù)機(jī)組安裝軸線進(jìn)行放樣，作為油箱安裝方位樣線，將樣點進(jìn)行標(biāo)記，并對樣點進(jìn)行保護(hù)，以免樣點遭受破壞從而造成安裝誤差;徹底清掃油箱基礎(chǔ)面，檢查基礎(chǔ)面的中心線是否與設(shè)計值一致;檢查基礎(chǔ)板的垂直平面度是否合格，以及基礎(chǔ)螺栓孔與油箱安裝孔是否對位，對不合格的項目進(jìn)行處理，使之達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)，同時，準(zhǔn)備油箱安裝調(diào)整必需的工器具和材料，并清理施工現(xiàn)場，做到安全文明生產(chǎn)。

5.3 新油箱 (接力器)放置與調(diào)整

在油箱基礎(chǔ)板上放置調(diào)整板，再安放調(diào)速器油箱。首先，調(diào)整接力器中心線高度。用手動箶蘆吊住油箱，調(diào)節(jié)油箱調(diào)整板高度，使接力器中心線高度符合設(shè)計要求。其次，調(diào)整油箱水平度。把水平尺安放在油箱中心，4個方位測油箱水平度，調(diào)整調(diào)整板，使水平度符合設(shè)計要求，再在油箱4個角度復(fù)測。最后，調(diào)整接力器中心線立面位置。用千斤頂頂住油箱側(cè)面，細(xì)調(diào)油箱位移，使接力器的中心位垂直立面與導(dǎo)葉控制環(huán)的立面一致。

接力器中心、水平、高程 (相對控制環(huán)高程)設(shè)計要求范圍如下:水平偏差不大于±0.10mm/m;中心偏差不大于±3.00mm;高程偏差不大于±1.50mm(相對于控制環(huán))。

5.4 油箱固定

油箱水平、高度、立面都調(diào)整好，經(jīng)復(fù)測各安裝指標(biāo)后，進(jìn)行調(diào)速器油箱固定。將每個連接螺桿按75%額定扭力對稱均勻擰緊螺母，用0.05mm塞尺檢查接力器調(diào)整板與基礎(chǔ)板之間無間隙;再按100%額定扭力對稱均勻擰緊螺母。

接力器最終的水平、中心、高程偏差分別為:水平偏差最大為0.04mm/m;中心偏差最大為1.00mm;高程偏差最大為0.40mm。

5.5 接力器與導(dǎo)葉控制環(huán)連接

油箱安裝調(diào)整并固定后，與接力器相聯(lián)的扇形板與導(dǎo)葉控制環(huán)連桿相聯(lián)。

5.6 電氣接線

核對調(diào)速器廠家圖紙與原布線，針對各條電線功能進(jìn)行接線與核實。

5.7 調(diào)試

充水前調(diào)試，對各設(shè)備功能調(diào)試。對調(diào)速器油泵轉(zhuǎn)向、壓力、啟停接點、安全閥進(jìn)行調(diào)試;對接力器全開全關(guān)位置進(jìn)行調(diào)試;進(jìn)行參考緊急停機(jī)與復(fù)歸按鈕的調(diào)試;對開機(jī)時間調(diào)整，該機(jī)組導(dǎo)葉開機(jī)時間為15s，關(guān)機(jī)時間為8s;各表計校驗;進(jìn)行操作回模擬試驗及整機(jī)靜態(tài)特性試驗。

充水后進(jìn)行手動開停機(jī)試驗;進(jìn)行自動開停機(jī)試驗;進(jìn)行機(jī)組3min空載擺值測定，機(jī)組手動平均擺動值為0.27Hz，最大擺動值為0.29Hz，自動平均擺動值為0.29Hz，最大擺動值為0.33Hz;進(jìn)行并網(wǎng)增減負(fù)荷試驗及接力器不動時間測定;進(jìn)行甩負(fù)荷試驗，甩負(fù)荷P=1500kW，甩前導(dǎo)葉開度為61.5%，機(jī)組速率上升為121%，流道上升水壓為15%，超過3%額定轉(zhuǎn)速的波峰次數(shù)為1次，穩(wěn)定時間為30.9s。

通過機(jī)組靜態(tài)試驗與動態(tài)試驗，調(diào)速器各項指標(biāo)達(dá)到中小機(jī)組國標(biāo)要求。

6 施工出現(xiàn)的問題分析及處理

6.1 原油箱地腳螺栓長度不夠的處理

新油箱固定螺栓孔深度比原油箱深，螺栓伸出長度不夠，難以安裝固定螺母。對油箱螺孔板進(jìn)行打磨處理，打磨合格后擰緊螺母。

6.2 扇形板固定耳件中心嚴(yán)重偏差的處理

扇形板固定耳件中心偏差嚴(yán)重，扇形板不能安裝，扇形板一側(cè)與耳板相碰。廠家對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析后，對扇形板兩側(cè)進(jìn)行打磨，對連接軸長度打磨并進(jìn)行應(yīng)力處理。

6.3 調(diào)速器微調(diào)與粗調(diào)電磁閥投退不當(dāng)?shù)奶幚?/h3>

在開機(jī)過程中，導(dǎo)葉反饋偏差達(dá)20%時投入粗調(diào)，此時，馬上出現(xiàn)調(diào)速器波振。經(jīng)分析振動特征，主要原因為粗調(diào)退出時間過早 (導(dǎo)葉反饋偏差小于20%馬上退出)，粗調(diào)閥體工作相當(dāng)于點動而引起調(diào)速器振動，針對原因調(diào)節(jié)退出時限與偏差。

7 結(jié)語

在機(jī)組調(diào)速器改造、安裝、調(diào)試過程中，與制造廠家及時進(jìn)行了聯(lián)系，并對一些技術(shù)問題及時進(jìn)行了分析和處理，積累了一定的經(jīng)驗，為以后設(shè)備技改提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，同時，也積累了一定的經(jīng)驗。