高壩洲電廠調(diào)速器主配壓閥檢修關(guān)鍵過程控制

嚴(yán)家祿，劉維斌，楊 俊，周 敏

(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

1 概 述

1.1 電站概況

高壩洲水電站位于湖北宜昌市宜都市境內(nèi)，上距隔河巖50 km，下距清江與長江交匯口12 km，距宜昌市中心50 km，與隔河巖電站、水布埡電站一起組成清江干流上的3座大型梯級電站，是隔河巖的反調(diào)節(jié)電站，是清江干流最下游一個梯級。

樞紐由發(fā)電、泄洪、通航三大建筑物組成。大壩為混凝土重力壩，最大壩高57 m，壩頂高程83 m，水庫正常蓄水位80 m，水庫總庫容4.86億m3。電站為河床式廠房，安裝了3臺容量為9萬kW的軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機組，設(shè)計年發(fā)電量8.98億kW·h。

1.2 調(diào)速器系統(tǒng)概況

高壩洲電站機組調(diào)速器系統(tǒng)為DFWST-150-4.0-XT型雙調(diào)節(jié)微機調(diào)速器，由調(diào)速器電氣控制柜、油源控制柜、液壓控制系統(tǒng)組成，液壓控制系統(tǒng)由壓油泵電機組、組合閥、主配壓閥、事故配壓閥、液控閥、YF事故油閥、其他閥門管路以及所控制的接力器組成。3臺機組調(diào)速器系統(tǒng)共用一套事故備用油源系統(tǒng)。調(diào)速器液壓系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 高壩洲電站調(diào)速器液壓系統(tǒng)圖

2 主配壓閥

主配壓閥結(jié)構(gòu)及動作原理：主配壓閥為DFWST150-4.0-ZP型，機械液壓柜電液隨動系統(tǒng)具有三級液壓放大，第一級是伺服電機直線位移轉(zhuǎn)換器，第二級是由引導(dǎo)閥和輔助接力器組成的液壓放大器，第三級是由主配壓閥和主接力器組成。伺服電機直線位移轉(zhuǎn)換器主要分三部分：電機、聯(lián)軸套、滾珠絲桿副為第一部分；絲桿螺母與輸出桿為第二部分；定位器、轉(zhuǎn)動套、底座為第三部分。直線位移轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)采用了較大螺距的滾珠絲杠螺母副作傳動機構(gòu)，將伺服電機的角位移轉(zhuǎn)換為輸出桿的直線位移。傳動精度好、效率高，不會自鎖, 當(dāng)伺服電機失去電力驅(qū)動，轉(zhuǎn)動力矩消失的時候，在定位器的作用下，自動回復(fù)到中間位置。電機與滾珠絲杠通過聯(lián)軸器套相連，絲杠螺母與輸出桿相連,定位器通過座上的錐度凹槽，在彈簧力的作用下，驅(qū)使輸出桿回復(fù)到中位，接力器也就能停止在當(dāng)前開度位置。主配壓閥(含引導(dǎo)閥)由閥體、主配壓閥活塞與襯套、引導(dǎo)閥活塞與襯套以及開、關(guān)機時間調(diào)整螺母等組成。主配壓閥結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 主配壓閥結(jié)構(gòu)圖

電機順時針(或手柄逆時針)轉(zhuǎn)動，伺服電機直線位移轉(zhuǎn)換器輸出桿上移，引導(dǎo)閥閥芯在其下部彈簧的向上力的作用下上移，主閥活塞控制油腔與回油接通，主閥活塞在下部油腔的壓力和下部彈簧力作用下向上移。這時，主閥襯套相應(yīng)工作窗口打開，接力器關(guān)腔與主閥壓力油腔通，接力器開腔與主閥回油腔通，接力器向關(guān)側(cè)運動。當(dāng)電機逆時針轉(zhuǎn)動(或手柄順時針)時，主配壓閥活塞下移，接力器便向開側(cè)運動[1]。動作原理如圖3所示。

圖3 開、關(guān)機動作原理圖

主配壓閥作為調(diào)速器系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，在解體檢修過程中，關(guān)鍵過程和質(zhì)量的控制顯得尤為重要。解體檢修對各處的閥芯和襯套的磨損情況進(jìn)行檢查，并對所有的密封件進(jìn)行更換。在主配的大修中，以下的關(guān)鍵過程需要重點控制[2]。

3 主配壓閥檢修關(guān)鍵過程控制

3.1 自動補償器

自動補償器位于自復(fù)中裝置與引導(dǎo)閥之間，兩端結(jié)構(gòu)為圓形球頭，可補償伺服電機輸出的位移信號在傳遞給引導(dǎo)閥過程中的不同心量。自動補償器的2個球頭都不允許有軸向的竄動量，否則會影響調(diào)速器的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在拆卸過程中，如果發(fā)現(xiàn)有軸向的竄動，可用樣沖將兩邊的球頭鎖緊，消除軸向竄動量。

3.2 開、關(guān)機時間調(diào)整

開、關(guān)機時間調(diào)整螺母與主配壓閥的閥芯連接在一起，通過限制主配壓閥的閥芯最大位移量來控制主配壓閥的最大油口開度，從而控制開、關(guān)機動作的快慢。拆卸過程中需做好記號，回裝后試驗驗證開、關(guān)機時間是否符合技術(shù)要求。如果不符合，需進(jìn)行調(diào)整[3]。開、關(guān)機時間測量記錄見表1。

表1 高壩洲電站某機組B修后接力器開、關(guān)機時間測量記錄 s

注：開啟時間的測量方法為在導(dǎo)葉開到25%開度時啟動秒表，記錄從開度為25%到開度為75%的動作時間T1，然后將測得的時間乘以2，即是導(dǎo)葉的最短直線開啟時間；將導(dǎo)葉全開，做好準(zhǔn)備工作后，投入緊急停機電磁閥，在導(dǎo)葉關(guān)到75%開度時啟動秒表，記錄從開度為75%到開度為25%的動作時間T2，然后將測得的時間乘以2，即是導(dǎo)葉的最短直線關(guān)閉時間。

從表1中試驗數(shù)據(jù)可以看出，開、關(guān)機時間符合技術(shù)要求，無需再次進(jìn)行調(diào)整。

3.3 機械零位調(diào)整

機械零位調(diào)整是自復(fù)中型主配壓閥檢修后的關(guān)鍵調(diào)整點，機械零位調(diào)整不合格，調(diào)速器在運行過程中將出現(xiàn)接力器的漂移，影響調(diào)速器的調(diào)節(jié)性能，嚴(yán)重將影響調(diào)速器的正常運行。機械零位調(diào)整過程中，允許有偏關(guān)，但不允許有偏開的情況。漂移量測量值不超過接力器全行程的1%[4]。機械零位調(diào)整后的試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 高壩洲電站某機組B修后導(dǎo)葉、槳葉主配壓閥機械零位調(diào)整實驗數(shù)據(jù)記錄

注：每次試驗時，在每個位置開度，接力器停留10 min，高壩洲電站接力器全行程為900 mm，按照1%的標(biāo)準(zhǔn)，接力器漂移量應(yīng)控制在9 mm以內(nèi)。

從試驗結(jié)果可以看出，接力器漂移量在控制范圍以內(nèi)，機械零位調(diào)整合格。

3.4 密封件備品的選用

選用合適、優(yōu)質(zhì)的密封件作為液壓系統(tǒng)的備品備件顯得尤為重要，選對了備品可以大大降低設(shè)備故障率、延長主配壓閥的大修檢修期、保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。過去所選用的丁晴橡膠材質(zhì)的“O”形密封圈使用壽命約為10年。建議選用品質(zhì)更好的氟橡膠“O”形密封圈，使用壽命較丁腈橡膠要長，且性能更優(yōu)[5]。

4 結(jié) 語

主配壓閥的檢修質(zhì)量關(guān)系到調(diào)速器后期的運行品質(zhì)，關(guān)系到機組的穩(wěn)定運行。把握住關(guān)鍵的過程，控制好檢修質(zhì)量，才能有效降低主配壓閥的故障率，延長檢修周期，保障機組的長期安全穩(wěn)定運行。