五一橋水電站油壓裝置油泵啟動失敗原因分析

鐘世菊

摘 要：文章通過對五一橋水電站機組油壓裝置油泵電機存在的啟動失敗問題，從電機本體、組合閥逆止閥加工精度不達標等方面進行了詳細的原因分析，并提出了改造方案。

關鍵詞：五一橋；水電站；油壓裝置；油泵啟動失敗

五一橋水電站三臺機組油壓裝置均采用螺桿泵3GR36X6C2型，目前，三臺機組油壓裝置均出現了電機啟動失敗故障，一方面增加了維護工作量：另一方面極大影響了電站的經濟效益和供電可靠安全性。文章對五一橋水電站三臺機組油壓裝置油泵啟動失敗故障進行了分析與處理，同時提出了解決方案，避免此類現象重復發(fā)生。

1 油壓裝置故障現象

隨著冬季氣溫明顯下降，環(huán)境溫度在15℃左右時，三臺機組油壓裝置的油泵均出現過電機啟動失敗故障。其電機均由軟啟動器降壓啟動，經延時5秒后恢復全壓運行。目的在于采用降壓啟動可以提高油泵電機的啟動力矩，起到保護電機因頻繁啟動所帶來的損傷。

電站自投產以來運行過程中出現電機啟動失敗故障現象均出現在冬季夜間時段，1F機組2#油泵尤為突出。經過廠家人員拆卸該油泵和組合閥回路檢查發(fā)現，導致此故障的主要原因為組合閥逆止閥CV2加工精度不達標，在運行過程中偶爾出現卡阻，電機啟動后油泵出口的高壓油在5秒鐘時間內無法頂開逆止閥CV2，則油壓裝置控制屏內的軟啟動器就判定為電機故障，從而退出運行改換另一組電機工作。

2 油壓裝置的結構及工作原理

五一橋水電站機組油壓裝置系統(tǒng)主要由壓力罐、壓力儀表架、安全閥、油位計、組合閥、組合閥出油管、集油槽、螺桿油泵、電動機組成。為保證油壓裝置工作可靠裝設有兩臺螺桿泵，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了油位計，從磁翻板中可以觀察到壓力油罐中油位的高低，同時在上面裝設了高、低限的開關量報警。壓力油罐內的油是通過螺桿泵將集油槽內的清潔油打壓至壓力油罐。壓力油經壓力罐總出油管輸出到各用油設備處，回油則到集油槽的污油區(qū)，污油經濾油網過濾后進入凈油區(qū)，再經螺桿油泵吸入送往油壓裝置構成了一個封閉的循環(huán)油路。如圖1所示。

圖1 油壓裝置結構示意圖

圖2 組合閥結構原理圖

3 組合閥的結構及工作原理

組合閥包含逆止閥、卸載先導閥、安全先導閥和卸荷先導閥，同時設有三個油口，壓力進油口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

由于螺桿泵的電動機從啟動到穩(wěn)定需要一定時間，如果在螺桿泵達到額定流量前帶上負載，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時處于卸荷狀態(tài)，直到電動機轉速達到一定值后，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，并保護其安全的一種泄放裝置。安全閥由安全先導閥YV2和主閥CV1組成。當發(fā)生故障時，螺桿泵仍然運轉，油壓繼續(xù)升高，當壓力作用于先導控制閥YV2的推力大于整定彈簧力時，則YV2動作，使CV1控制的油排泄，此時，在P口壓力作用下主閥CV1被推開，逆止閥CV2關閉，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

卸荷閥由卸荷先導閥YV3與主閥CV1組成。它是為螺桿泵作連續(xù)運行而設置的。螺桿泵采用連續(xù)工作時，壓力油罐的壓力隨流量而變化，當輸入流量大于輸出流量時，壓力隨之升高，當壓力高于工作壓力上限時，卸荷先導控制閥YV3控制腔壓力克服彈簧力而動作，切斷來自油泵的控制油源，因為CV1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，壓力油罐內油壓逐漸降低，壓力油罐的壓力達到工作油壓下限時，卸荷先導閥YV3在彈簧力的作用下關閉。CV1控制腔隨著建壓而關閉主閥。螺桿泵恢復向壓力油罐供油。安全閥和卸載閥動作壓力，可以分別通過YV2、YV3的彈簧預緊來調整。

3.4 逆止閥

在壓力油通往系統(tǒng)前設有一逆止閥CV2。由于P1壓力的作用，逆止閥處于關閉狀態(tài)，油泵啟動后，經卸載閥YV1的卸載作用，直到主閥CV1關閉，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，運維人員一直采取手動將油泵電機反轉數圈后再將油泵手動打壓，直至逆止閥CV2被壓力油頂開，則故障暫時消除。或者維護人員采用將故障閥組拆卸后進行清洗和閥芯的細磨，但是只能起到短暫的解決效果。

經對比同類電站設備發(fā)現，該組合閥系老式產品，全部由機械控制原理來實現自動控制。即克服彈簧反作用力從而達到開合關閉的功能，且閥組里面的卸載閥和安全閥也因機組運行產生的振動所導致彈簧限位螺母發(fā)生變位而出現誤動作，給機組安全運行帶來風險隱患。

5 解決方案

參照同類電站的油壓裝置控制原理，本站組合閥設備應具備以下功能（如圖所示）：（1）油泵啟動時應該為空載啟動，解決辦法（采用電磁閥控制的YV1卸載先導閥）來實現延時5秒開合；（2）電機啟動5秒正常后（采用電磁閥控制的YV1卸載先導閥閉合），壓力油經過逆止閥CV2進入壓力油罐；（3）油泵打壓至額定后，（采用電磁閥控制的YV3卸荷先導閥打開），即油泵空載同時逆止閥CV2自動關閉；（4）在打壓過程中若YV1、YV3、CV2任一閥組出現卡阻時，則（采用電磁閥控制的YV2安全先導閥）應在壓力達到整定值時開啟卸載，同時發(fā)出報警信號，達到保護該油壓裝置的安全穩(wěn)定運行條件。

所以本站油壓裝置組合閥應更換為具有上述四條功能的設備，以達到安全、科學、先進的無人值班少人值守運營模式，也為隱患排查和安全生產打下堅實的基礎。