新疆某電站事故配壓閥及蝶閥聯合動作的應用及技術改進

李祥波（新疆伊犁河流域開發建設管理局，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合動作的應用及技術改進

李祥波
（新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆烏魯木齊830000）

摘要：通過對新疆某電站事故配壓閥及蝶閥動作的介紹，提出了純機械過速保護裝置用于中小型水電站調速器事故配壓閥及蝶閥聯合動作應注意的問題，并提出了技術改進的方法。

關鍵詞：調速器；事故配壓閥；純機械過速保護裝置；蝶閥

1概述

新疆某電站工程位于新疆特克斯縣境內的特克斯河一級支流庫克蘇河上，是該流域水力發電規劃報告“三庫六級”中的第六個梯級水電站，采用引水式開發，電站工程建設的主要任務是發電，電站總裝機容量38 MW，裝設1臺單機容量24 MW和2臺單機容量7 MW（8 MW長期運行）的混流式水輪發電機組，分別對應采用了GYT-20000型和GYT-5000型高油壓水輪機調速器；進水閥門采用重錘式水輪機進水蝶閥。

2調速器事故配壓閥及蝶閥聯合動作技術的來源

機械過速保護裝置適用于水輪發電機組的轉速保護，它可以在完全沒有電源的情況下正常工作，使機組在過速的危險狀態下實現事故停機。當水輪發電機組轉速超過額定轉速，且轉速在上升過程中出現以下2種運行狀態時，機械過速保護裝置啟動。

（1）調速系統故障，同時調速器緊急停機回路也發生故障；

（2）過速保護系統失去操作電源。

盡管這些極端情況發生概率很低，但機械過速保護裝置確實可以在出現災難之前使得機組停下來，避免災難的出現。它是機組轉速的最后一道保護裝置。通過執行機構，如：事故配壓閥、重錘關機裝置、調速器緊急停機閥等來實施快速的關機。目前國內包括三峽水電站在內的數百家水電站都使用了機械過速保護裝置，應用已得到普及。

圖1　事故配壓閥及蝶閥控制原理圖

3新疆某電站調速器事故配壓閥及蝶閥控制聯合動作部分技術方案簡介

圖1是截取的部分調速器事故配壓閥及蝶閥控制裝置原理圖。

在機械過速保護裝置未動作時，對于調速器事故配壓閥：當電磁閥1動作后，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同時動作，來自調速器控制部分開和關的液壓油路全部切斷，不論調速器本身處于任何工作狀況，調速器壓力油經過液控閥2進入接力器使接力器關閉，同時接力器的回油經過液控閥1進入調速器油箱，調速器事故配壓閥實現事故停機功能。對于蝶閥控制裝置，電磁閥2先動作，蝶閥鎖錠液壓缸動作，鎖錠退出，在鎖錠完全退出時行程閥動作，由于行程閥進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，在電磁閥3動作后，插裝閥的控制油接通回油管路，插裝閥動作，重錘使蝶閥關閉。

在機械過速保護裝置動作后，對于調速器事故配壓閥：若電磁閥1未動作，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同時動作，來自調速器控制部分開和關的液壓油路全部切斷，不論調速器本身處于任何工作狀況，調速器壓力油經過液控閥2進入接力器使接力器關閉，同時接力器的回油經過液控閥1進入調速器油箱，調速器事故配壓閥實現事故停機功能。對于蝶閥控制裝置，若電磁閥2未動作，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，行程閥動作，使蓄能器的壓力油和液控閥3的控制壓力油經過行程閥接通回油管路，液控閥3動作后，若電磁閥3未動作，插裝閥的控制油經過液控閥3接通回油管路，插裝閥動作，重錘使蝶閥關閉。

4運用中存在的問題

在新疆某電站的運行過程中，驗證了調速器事故配壓閥及蝶閥控制聯合動作技術實施的效果，在機械過速保護裝置動作后，調速器事故配壓閥和蝶閥控制裝置都有不同程度的動作延時，而用電動分別控制調速器事故配壓閥和蝶閥控制裝置時，卻沒有動作延遲。

5技術改進及探討

根據電站運用中的現象，電磁閥1動作時調速器事故配壓閥動作未延時，電磁閥3動作時蝶閥關閉動作未延時，可初步判斷機械過速保護裝置至調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，對系統原理圖進行深入分析，當機械過速保護裝置動作后，蝶閥控制裝置的動作順序是：鎖錠完全退出→行程閥動作→液控閥3動作（蝶閥關閉），行程閥實現了鎖錠完全退出后蝶閥才關閉；在鎖錠的退出過程中且行程閥尚未動作時，蝶閥需保持原有狀態，這是液控閥3通過蓄能器提供壓力實現的。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閉，因此導致了蝶閥動作延時。

通過對電站現場機械過速保護裝置進出油管路的勘測，現場由機械過速保護裝置控制閥至調速器及蝶閥控制裝置的油管路較長，當機械過速保護裝置控制閥動作后液壓油流經管道的沿層阻力較大，因此將機械過速保護裝置至調速器事故配壓閥及蝶閥控制裝置的油管路內徑增大，以減小管道的沿程阻力。管道改造后對調速器事故配壓閥的動作及時性效果明顯，對蝶閥動作的動作及時性也有改善。后續將對蝶閥控制裝置的蓄能器進行改造，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結語

調速器事故配壓閥及蝶閥聯合動作技術在新疆某電站的應用，實現了在危險狀況下事故停機并關閉進水蝶閥，進一步提高了電站運行的自動化程度，為“少人值守、無人值班”提供了安全保障。調速器事故配壓閥及蝶閥聯合動作技術在實際運用中出現的問題及技術改進方法，為其他水電站機組的類似情況提供了現實參考依據。

參考文獻：

[1]賈寶良，郭建業.關于高油壓調速器技術的研究與應用[J].水力發電，2003（9）.

[2]郭建業.高油壓水輪機調速器技術及應用[M].武漢：長江出版社，2007.

作者簡介：李祥波（1979-），男，高級工程師，從事水電站機電及金屬結構的建設和運行管理工作。

收稿日期：2015-11-19

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.018

中圖分類號：TV734.1

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2016）03-0061-02