長潭水庫水電廠3號機組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)事故分析及改造

潘文軍(長潭水庫管理局，浙江黃巖318024)

長潭水庫水電廠3號機組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)事故分析及改造

潘文軍
(長潭水庫管理局，浙江黃巖318024)

摘要:通過對長潭水庫水電廠3號機組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)事故的分析，發(fā)現(xiàn)其存在的設(shè)計缺陷，在使用增加少量設(shè)備的措施對其進(jìn)行改造之后，取得了不錯的效果。圖2幅。

關(guān)鍵詞:水電站機組;蝴蝶閥;設(shè)計缺陷;改造

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1　概述

長潭水庫位于浙江省黃巖區(qū)永寧江上游，是1座集防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等為一體的綜合性大型水利工程，控制流域面積441.3 km2，總庫容7.32億m3。水電廠安裝3臺機組，總裝機容量為11 800 kW，多年平均發(fā)電量為2 000萬kW· h。

3號機組于2004年11月報廢更新改造后投入運行，水輪機型號為HLA551—LJ—124，發(fā)電機型號為SF—J1800—20/2600，蝴蝶閥型號為PDF30—WY—1750 (見圖1)。

圖1　3號蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)示意(改造前)

2　事故過程及分析

在檢查蝴蝶閥安裝情況一切正常、蝴蝶閥全關(guān)、液壓鎖錠投入的情況下，安裝人員開啟主供油閥準(zhǔn)備進(jìn)行蝴蝶閥啟閉試驗，這時候突然發(fā)現(xiàn)蝴蝶閥接力器動作。安裝人員馬上關(guān)閉主供油閥，但已經(jīng)來不及，接力器已經(jīng)動作并造成了鎖錠轉(zhuǎn)臂的嚴(yán)重變形，轉(zhuǎn)臂與蝴蝶閥主軸的配合銷孔被拉大。當(dāng)時考慮到重新加工的困難及時間的緊迫，只將轉(zhuǎn)臂與主軸焊接，同時采取加大鎖錠銷孔等措施后又投入運行。

事故發(fā)生后，電廠組織有關(guān)技術(shù)人員對事故原因及3號機組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)廠家提供的蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)存在著設(shè)計缺陷，正是設(shè)計上的缺陷導(dǎo)致了事故的發(fā)生。

廠家提供的液壓控制系統(tǒng)在電氣控制系統(tǒng)下按正常工作投入運行是可以的，但在安裝和檢修時，沒有在電氣控制下則存在著嚴(yán)重的設(shè)計缺陷。

設(shè)計缺陷是接力器與液壓鎖錠之間沒有設(shè)計液壓互鎖裝置，在液壓鎖錠拔出的情況下，液壓鎖錠中間腔只能提供52DP換向滑閥換向的動力;在液壓鎖錠投入的情況下，不能切斷通向接力器的壓力油，接力器某一腔始終通有壓力油，正是這一點造成了事故的發(fā)生。安裝檢修調(diào)試人員無法判斷換向滑閥的狀態(tài)，在蝴蝶閥全關(guān)、鎖錠投入、換向滑閥處于開閥的狀態(tài)下，打開了主供油閥，造成了轉(zhuǎn)臂的損壞。同時我們發(fā)現(xiàn)，由于存在這個設(shè)計缺陷，在開閥和關(guān)閥狀態(tài)下，開閥腔和關(guān)閉腔始終有壓力，接力器漏油嚴(yán)重。

圖2　3號蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)示意(改造后)

如果這個缺陷不消除，將會影響蝴蝶閥的安全運行。如在蝴蝶閥動作過程中，控制柜意外失電或者出現(xiàn)故障的情況下，液壓鎖錠將會自動投入，而接力器則不會停止，這樣必然會造成蝴蝶閥結(jié)構(gòu)上的破壞。另外，在運行過程中，蝴蝶閥將不可避免地使用手動操作，而缺陷的存在，極易引起誤操作，在剛投運的幾年里，由于沒有對缺陷進(jìn)行改造，發(fā)生過幾次同樣的事故;在特殊情況下還有可能危及水輪發(fā)電機組的安全。

3　改造經(jīng)過

由于安全問題，3號蝴蝶閥的液壓系統(tǒng)改造需要符合設(shè)備運行及檢修要求，因此考慮在原有設(shè)備基礎(chǔ)上少量改動以達(dá)到要求，對其進(jìn)行了部分改造，增加了行程滑閥XF、液動配壓閥YF和一些管路等(見圖2)。

從改造后的液壓系統(tǒng)控制圖可以看出，確保有液壓鎖錠和接力器互鎖裝置，也就是當(dāng)液壓鎖錠投入的時候，需切斷蝴蝶閥開和關(guān)兩動作位置的液動壓力油和接力器主供壓力油，只有在液壓鎖錠退出的時候，才接通蝴蝶閥開和關(guān)兩動作的液動壓力油和接力器主供壓力油。

為了滿足上述要求，取消了從液壓鎖錠中間腔取控制蝴蝶閥開和關(guān)兩動作位置液動油壓，原設(shè)計靠液壓鎖錠活塞出斷油，工作不可靠且存在著漏油現(xiàn)象，使得液動油壓不能有效切斷。因此對液壓鎖錠尾部進(jìn)行改造，加裝行程滑閥XF使得液動滑閥和液壓鎖錠互鎖，只有當(dāng)液壓鎖定退出后靠行程滑閥的可靠動作才能打開蝴蝶閥開和關(guān)兩位置的液動油壓。

在接力器主供油管路上加裝液動配壓閥YF，液動配壓閥YF液動方向油壓取自開啟鎖錠53DP動作側(cè)方向，這樣就取得了液壓鎖錠與接力器的互鎖;當(dāng)鎖錠電磁配壓閥53DP不動作的時候切斷了主供壓力油，確保了接力器不會開或關(guān)的動力。平常大部分時間鎖錠電磁配壓閥53DP不動作，液動配壓閥YF切斷了接力器主供壓力油，使得接力器兩腔不受力，減少了接力器端部漏油現(xiàn)象。

4　改造效果

3號蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)改造后，經(jīng)過長時間的運行，蝴蝶閥能安全的自動和手動開與關(guān)，沒有發(fā)生過鎖錠裝置損壞現(xiàn)象的發(fā)生。此次液壓控制系統(tǒng)改造只增加了少量設(shè)備，改造費用低，最重要的是消除了原廠家的設(shè)計缺陷，使各方面的性能更安全、更完善、更可靠。

責(zé)任編輯吳昊

作者簡介:潘文軍(1966－)，男，助理工程師，主要從事水電站運行維護(hù)與管理工作。

收稿日期:2015－10－09