高壩洲電廠調速器主配壓閥檢修關鍵過程控制

嚴家祿，劉維斌，楊 俊，周 敏

(湖北清江水電開發有限責任公司，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，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，是隔河巖的反調節電站，是清江干流最下游一個梯級。

樞紐由發電、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的軸流轉漿式水輪發電機組，設計年發電量8.98億kW·h。

1.2 調速器系統概況

高壩洲電站機組調速器系統為DFWST-150-4.0-XT型雙調節微機調速器，由調速器電氣控制柜、油源控制柜、液壓控制系統組成，液壓控制系統由壓油泵電機組、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臺機組調速器系統共用一套事故備用油源系統。調速器液壓系統圖如圖1所示。

圖1 高壩洲電站調速器液壓系統圖

2 主配壓閥

主配壓閥結構及動作原理：主配壓閥為DFWST150-4.0-ZP型，機械液壓柜電液隨動系統具有三級液壓放大，第一級是伺服電機直線位移轉換器，第二級是由引導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換器主要分三部分：電機、聯軸套、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、轉動套、底座為第三部分。直線位移轉換器結構采用了較大螺距的滾珠絲杠螺母副作傳動機構，將伺服電機的角位移轉換為輸出桿的直線位移。傳動精度好、效率高，不會自鎖, 當伺服電機失去電力驅動，轉動力矩消失的時候，在定位器的作用下，自動回復到中間位置。電機與滾珠絲杠通過聯軸器套相連，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，驅使輸出桿回復到中位，接力器也就能停止在當前開度位置。主配壓閥(含引導閥)由閥體、主配壓閥活塞與襯套、引導閥活塞與襯套以及開、關機時間調整螺母等組成。主配壓閥結構如圖2所示。

圖2 主配壓閥結構圖

電機順時針(或手柄逆時針)轉動，伺服電機直線位移轉換器輸出桿上移，引導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，主閥襯套相應工作窗口打開，接力器關腔與主閥壓力油腔通，接力器開腔與主閥回油腔通，接力器向關側運動。當電機逆時針轉動(或手柄順時針)時，主配壓閥活塞下移，接力器便向開側運動[1]。動作原理如圖3所示。

圖3 開、關機動作原理圖

主配壓閥作為調速器系統的關鍵部件，在解體檢修過程中，關鍵過程和質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行檢查，并對所有的密封件進行更換。在主配的大修中，以下的關鍵過程需要重點控制[2]。

3 主配壓閥檢修關鍵過程控制

3.1 自動補償器

自動補償器位于自復中裝置與引導閥之間，兩端結構為圓形球頭，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，否則會影響調速器的調節品質。在拆卸過程中，如果發現有軸向的竄動，可用樣沖將兩邊的球頭鎖緊，消除軸向竄動量。

3.2 開、關機時間調整

開、關機時間調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、關機時間是否符合技術要求。如果不符合，需進行調整[3]。開、關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、關機時間測量記錄 s

注：開啟時間的測量方法為在導葉開到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，即是導葉的最短直線開啟時間；將導葉全開，做好準備工作后，投入緊急停機電磁閥，在導葉關到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，即是導葉的最短直線關閉時間。

從表1中試驗數據可以看出，開、關機時間符合技術要求，無需再次進行調整。

3.3 機械零位調整

機械零位調整是自復中型主配壓閥檢修后的關鍵調整點，機械零位調整不合格，調速器在運行過程中將出現接力器的漂移，影響調速器的調節性能，嚴重將影響調速器的正常運行。機械零位調整過程中，允許有偏關，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]。機械零位調整后的試驗數據見表2。

表2 高壩洲電站某機組B修后導葉、槳葉主配壓閥機械零位調整實驗數據記錄

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%的標準，接力器漂移量應控制在9 mm以內。

從試驗結果可以看出，接力器漂移量在控制范圍以內，機械零位調整合格。

3.4 密封件備品的選用

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

4 結 語

主配壓閥的檢修質量關系到調速器后期的運行品質，關系到機組的穩定運行。把握住關鍵的過程，控制好檢修質量，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定運行。