高油壓操作系統(tǒng)在朱莊水電站的應(yīng)用

周振雄

（邢臺市朱莊水庫水電站，河北 邢臺 054000）

近年來，隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，高油壓操作器（系統(tǒng)）越來越多的應(yīng)用于農(nóng)村水電站的油操作領(lǐng)域，朱莊水電站分別在2003年新增的630kW機(jī)組水輪機(jī)操作系統(tǒng)和2008年改造的Φ1750mm蝴蝶閥液壓操作系統(tǒng)中采用了高油壓操作器，運(yùn)行幾年來收到了較好的效果。

一、設(shè)備配置情況

水輪機(jī)高油壓操作器為GC-600型，主要由高壓油泵，濾油器，囊式蓄能器，安全閥，開關(guān)電磁閥，節(jié)流閥，雙液控單向閥，液壓缸，集油箱，電接點(diǎn)壓力表，為剎車供油的減壓閥等組成，系統(tǒng)工作壓力為12～16Mpa；操作器系統(tǒng)按照機(jī)組微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)輸送的指令完成對機(jī)組的開、關(guān)調(diào)節(jié)，操作器油壓靠本身電機(jī)、油泵及由電接點(diǎn)壓力表和繼電器等組成的電氣自動(dòng)控制回路保證，油泵選用CBWF306-CFB型高壓齒輪泵。

Φ1750mm蝴蝶閥液壓操作系統(tǒng)油路組成元件與GC-600型水輪機(jī)操作器類似，其高壓油泵選用10SCY14-1B型柱塞泵，電氣控制部分采用PLC控制，其遠(yuǎn)程控制、運(yùn)行及故障的指示、信號與機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)視、控制。

二、設(shè)備在使用中遇到的問題

1.水輪機(jī)高油壓操作器故障

水輪機(jī)高油壓操作器于2001年運(yùn)抵水電站，2003年底安裝調(diào)試完畢并試運(yùn)行，2004年5月、7月兩次利用農(nóng)業(yè)灌溉水量運(yùn)行，每次約5天左右。在5月運(yùn)行中，操作器油壓表兩次漏油，7月份運(yùn)行中，電接點(diǎn)壓力表閥門漏油；2005年7月，機(jī)組開始利用工業(yè)引水常年運(yùn)行，至8月15日蓄能器與濾油器連接處出現(xiàn)漏油；2006年8月21日壓油泵出油管漏油，以上各種漏油故障通過更換密封圈（墊）后都得到了有效解決。2007年6月蓄能器膠囊漏氣，更換膠囊并充氮?dú)夂笫褂弥两?，未出現(xiàn)問題。2008年10月電機(jī)回路接觸器一相觸頭燒壞，造成電機(jī)二相起動(dòng)，使其控制回路保險(xiǎn)熔斷，導(dǎo)致低油壓事故停機(jī)，并在停機(jī)時(shí)產(chǎn)生了機(jī)組過速現(xiàn)象。

2.蝴蝶閥液壓操作系統(tǒng)故障

蝴蝶閥液壓操作器于2007年7月運(yùn)抵水電站并安裝調(diào)試、投入使用，2008年8月安裝于主油路的一個(gè)電磁閥（M3SE6C30B/420型）閥芯動(dòng)作后返回不到位，造成主油路經(jīng)該閥泄壓，系統(tǒng)油壓至11Mpa后不能升高。經(jīng)查是由該閥芯產(chǎn)生銹斑引起，經(jīng)拆洗處理，恢復(fù)正常運(yùn)行。在這次故障處理過程中，因工作人員對系統(tǒng)了解不清，盲目操作，打開并關(guān)閉系統(tǒng)主回路泄油閥時(shí)，由于緊固螺母移位，造成截止閥未完全關(guān)閉（誤認(rèn)為已關(guān)閉），系統(tǒng)壓力不能上升，進(jìn)而調(diào)節(jié)油泵調(diào)節(jié)手柄，導(dǎo)致油泵不供油，使故障擴(kuò)大化，造成整個(gè)系統(tǒng)不能建壓；最后從油泵開始逐步調(diào)整、排查，才恢復(fù)了系統(tǒng)的正常工作。

三、設(shè)備故障形成的原因

1.水輪機(jī)高油壓操作器故障原因

從使用維護(hù)過程看，油路系統(tǒng)主要部件均工作可靠，故障是由橡膠密封圈損壞造成的。在故障維護(hù)過程中，通過對故障及未故障（主動(dòng)更換）密封圈的更換，類似情況得到了有效遏制。其原因主要是接頭選用了“O”型耐油橡膠圈密封，該密封圈耐侯性較差，運(yùn)行至今的兩年多里設(shè)備沒有注油，密封墊與空氣接觸，加速了膠墊的老化，造成部分膠墊加壓后損壞。

氣囊的損壞，主因雖然是設(shè)備達(dá)到了其推薦使用壽命，但在初期使用期間，機(jī)組在長時(shí)間停運(yùn)時(shí)，蓄能器油閥不關(guān)，蓄能器內(nèi)壓力油被全部排出，對氣囊的保養(yǎng)也是不利的。經(jīng)測算、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)造成機(jī)組過速的原因是操作器的操作功選擇偏小，事故低油壓整定值又偏低以及機(jī)組導(dǎo)葉經(jīng)過幾年的運(yùn)行產(chǎn)生銹蝕等造成的阻力矩增大，使事故低油壓下操作器的操作力不能動(dòng)作導(dǎo)水葉造成的。

2.蝴蝶閥液壓操作器故障原因

蝴蝶閥液壓操作器的故障，雖不能排除制造方面的因素，但從該站使用過程來看，把舊系統(tǒng)的透平油經(jīng)過濾后注入新裝置使用，也可能造成液壓閥故障；為防止可能因油質(zhì)不合格引發(fā)的其他故障，對操作器的透平油進(jìn)行了更換，運(yùn)行至今，系統(tǒng)未見異常。

四、高壓油操作系統(tǒng)應(yīng)用感受及其特點(diǎn)

1.高壓油操作系統(tǒng)應(yīng)用感受

(1）熟悉設(shè)備原理，避免誤操作。高油壓系統(tǒng)各閥件之間采用集成油路塊結(jié)構(gòu)，元件間的連接不同于管路連接系統(tǒng)直觀明了，因此對新增的高壓油系統(tǒng)，首先要弄通其原理及結(jié)構(gòu)，弄清各個(gè)元件的動(dòng)作原理、在系統(tǒng)中發(fā)揮的作用，及各元件間的相互連接，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，首先從原理上分析，做到有的放矢，避免盲目操作，使故障惡化。

(2）注意備品備件的選用和設(shè)備保養(yǎng)。高壓油設(shè)備元件間的連接，多選用“O”型耐油密封圈密封，該產(chǎn)品耐侯性較差，不宜長期放置在自然空氣環(huán)境中，且投運(yùn)前應(yīng)將密封膠圈主動(dòng)更換，避免運(yùn)行中發(fā)生故障，影響正常運(yùn)行。事前把各種規(guī)格密封圈準(zhǔn)備好，更換中需認(rèn)真仔細(xì)，必要時(shí)可聯(lián)系廠家協(xié)助更換。在設(shè)備停用期間，應(yīng)將蓄能器總放油閥關(guān)閉，并使蓄能器內(nèi)油壓略高于膠囊的氣壓，這樣對于膠囊的保養(yǎng)是有利的。

(3）避免油質(zhì)問題誘發(fā)系統(tǒng)故障。高油壓系統(tǒng)要盡量使用新油，需用舊油時(shí)要確保油質(zhì)合格，在調(diào)試或使用1～2年后要及時(shí)更換，避免因油質(zhì)問題誘發(fā)閥件生銹等系統(tǒng)故障。

(4）做好回路接觸器檢修工作。高壓油系統(tǒng)油泵電機(jī)主回路接觸器，一般都是結(jié)構(gòu)緊湊，觸頭隱藏在殼體內(nèi)，不同于帶滅弧罩的接觸器，便于對觸頭進(jìn)行檢查，觸頭燒蝕情況容易被忽視，使用中要注意檢查觸頭燒蝕情況以便及時(shí)處理、更換，并逐步形成定期更換制度，防止因接點(diǎn)接觸不良引起的油壓事故，影響正常運(yùn)行。

(5）保證各電源或控制回路接線準(zhǔn)確。在高油壓操作器電氣系統(tǒng)端子接線中，涉及不同的電壓等級，在接線過程中要引起注意，尤其改造項(xiàng)目時(shí)，新老系統(tǒng)連接過程中一定要注意各電源或控制回路的準(zhǔn)確接入，嚴(yán)防因接線錯(cuò)誤引發(fā)的設(shè)備元器件損壞。

(6）操作器操作功的配置留有余量。高油壓操作器操作功的配置，要留有足夠的余量，這樣不僅可保證被控設(shè)備的動(dòng)作可靠，有可能的情況下，也可下調(diào)系統(tǒng)油壓下限，增大工作油壓區(qū)間，減少油泵動(dòng)作次數(shù)，對油壓系統(tǒng)也有利。

2.兩套設(shè)備均具有以下特點(diǎn)

(1）油路系統(tǒng)主要采用集成油路塊結(jié)構(gòu)，減少了復(fù)雜的傳統(tǒng)高壓油管，使用標(biāo)準(zhǔn)液壓閥（件），液壓件之間連接簡單可靠，液壓閥之間選用標(biāo)準(zhǔn)液壓件，采用疊加方式組裝，便于更換。

(2）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓缸與回油箱用軟管連接，便于安裝。

(3）自帶囊式蓄能器，氮?dú)饷荛]于膠囊之內(nèi)，不宜漏氣；蓄能器存儲(chǔ)的能量能完成關(guān)機(jī)（閥）操作，可省卻高壓氣系統(tǒng)，便于維護(hù)，節(jié)省投資。