機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作的停機(jī)流程方案探討

摘要：文章介紹了燈泡貫流式機(jī)組采用導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作信號(hào)加停機(jī)過(guò)程的判斷邏輯，分析了導(dǎo)葉彈簧連桿誤動(dòng)信號(hào)容易造成機(jī)組由正常停機(jī)流程轉(zhuǎn)為嚴(yán)重事故停機(jī)流程的原因以及嚴(yán)重事故停機(jī)對(duì)機(jī)組安全的影響，闡述了常規(guī)導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作的處理方式，討論了機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作的停機(jī)流程解決方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)組監(jiān)控；調(diào)速器；導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作；停機(jī)流程

中圖分類號(hào)：TK730 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0017-03

燈泡貫流式水電站機(jī)組監(jiān)控中，機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿保護(hù)裝置動(dòng)作的保護(hù)程序設(shè)計(jì)，一般采用機(jī)組正常停機(jī)過(guò)程加導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行判斷，由機(jī)組正常停機(jī)流程轉(zhuǎn)為嚴(yán)重事故停機(jī)流程作為水機(jī)保護(hù)。當(dāng)前，由于導(dǎo)葉彈簧連桿保護(hù)裝置越來(lái)越多地運(yùn)用在燈泡貫流式機(jī)組當(dāng)中，其裝置信號(hào)誤發(fā)或正常動(dòng)作的現(xiàn)象越發(fā)頻繁，動(dòng)作信號(hào)準(zhǔn)確性的判斷也越發(fā)重要。正常停機(jī)過(guò)程中，信號(hào)誤發(fā)或正常動(dòng)作都會(huì)引起機(jī)組停機(jī)流程轉(zhuǎn)為嚴(yán)重事故停機(jī)，加快了機(jī)組導(dǎo)葉的關(guān)閉速度和力度，執(zhí)行導(dǎo)葉強(qiáng)關(guān)，對(duì)機(jī)組的機(jī)械和液壓設(shè)備造成了一定的影響，加重了錯(cuò)位導(dǎo)葉的卡阻現(xiàn)象。同時(shí)由于多個(gè)導(dǎo)葉拐臂錯(cuò)位或?qū)~卡阻，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，容易造成機(jī)組剎車和軸瓦損傷。

通過(guò)本文的描述，分析機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作造成的影響，引進(jìn)彈簧連桿動(dòng)作的個(gè)數(shù)判斷，探討機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行不同的控制流程的方案，解決機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿誤動(dòng)造成的機(jī)組嚴(yán)重事故停機(jī)以及導(dǎo)葉彈簧連桿正常動(dòng)作導(dǎo)致的機(jī)組低速運(yùn)行的問(wèn)題，提高機(jī)組水機(jī)保護(hù)的可靠性，保障機(jī)組設(shè)備安全。

1 常規(guī)的導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作的處理方式

“正常停機(jī)過(guò)程+導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作”作為機(jī)組的水機(jī)保護(hù)，在當(dāng)前的機(jī)組監(jiān)控程序里，一般的判斷邏輯如圖1

所示：

圖1

按照一般的監(jiān)控邏輯判斷方法，往往會(huì)產(chǎn)生以下的

問(wèn)題：

一是“正常停機(jī)過(guò)程+導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作”的水機(jī)保護(hù)方式，無(wú)法避免機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置誤發(fā)信號(hào)或信號(hào)保持超過(guò)設(shè)定的t秒延時(shí)時(shí)間后，造成機(jī)組監(jiān)控從正常停機(jī)流程轉(zhuǎn)為嚴(yán)重事故停機(jī)流程，動(dòng)作機(jī)組調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥、重錘關(guān)機(jī)卸載閥等一系列嚴(yán)重事故停機(jī)流程控制的自動(dòng)化元件和設(shè)備。

二是機(jī)組正常停機(jī)過(guò)程，導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作，發(fā)生導(dǎo)葉卡阻現(xiàn)象，機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行嚴(yán)重事故停機(jī)流程，導(dǎo)葉全關(guān)，開度為零，機(jī)組剎車滿足投入條件，機(jī)組在低于30%的轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行，容易造成機(jī)組停機(jī)流程超時(shí)退出、機(jī)組軸瓦和剎車板磨損。

三是機(jī)組正常停機(jī)過(guò)程，導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作，發(fā)生多個(gè)導(dǎo)葉卡阻現(xiàn)象，機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行嚴(yán)重事故停機(jī)，導(dǎo)葉全關(guān)，開度為零，機(jī)組在30%至90%之間的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，不滿足機(jī)組剎車投入條件，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)流程超時(shí)退出、機(jī)組軸瓦和剎車板磨損，需操作機(jī)組尾水閘門（或事故閘門）進(jìn)行停機(jī)。

四是機(jī)組正常停機(jī)過(guò)程，導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作，發(fā)生多個(gè)導(dǎo)葉卡阻現(xiàn)象，機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行嚴(yán)重事故停機(jī)，導(dǎo)葉全關(guān)，開度為零，機(jī)組在大于90%的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組過(guò)速、機(jī)組停機(jī)流程超時(shí)退出、水機(jī)保護(hù)失效、剎車板磨損和機(jī)組震動(dòng)等嚴(yán)重后果，需操作機(jī)組尾水閘門（或事故閘門）進(jìn)行停機(jī)。

結(jié)合以上的問(wèn)題，通過(guò)選擇技術(shù)先進(jìn)的機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置以及設(shè)置合理的信號(hào)保持延時(shí)時(shí)間，能正常避開機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置誤動(dòng)作造成的后果，以上解決辦法在廣西右江的那吉電廠和魚梁電廠都得到了很好的驗(yàn)證。但在機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置誤動(dòng)信號(hào)保持時(shí)間超出設(shè)定時(shí)間或正常動(dòng)作后，仍然不能避免出現(xiàn)以上的情況。為了更有效地解決機(jī)組水機(jī)保護(hù)存在的問(wèn)題，降低機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作造成的影響，為水電站運(yùn)行監(jiān)控采取更好的處理措施提供參考，因此筆者提出了下文所述的解決方案進(jìn)行探討。

2 機(jī)組彈簧連桿動(dòng)作后機(jī)組停機(jī)流程的解決方案

為了解決上述出現(xiàn)的問(wèn)題，筆者需要從機(jī)組監(jiān)控和調(diào)速器的控制邏輯考慮，找到一種更加安全、可靠和合理的解決辦法。

2.1 總體思路

引入機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作個(gè)數(shù)（g），通過(guò)對(duì)機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作個(gè)數(shù)（g）、機(jī)組轉(zhuǎn)速（n）和機(jī)組狀態(tài)等信號(hào)的邏輯判斷，按照不同的個(gè)數(shù)（g）和轉(zhuǎn)速（n）設(shè)定不同的停機(jī)流程或改變機(jī)組的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)不同工況下區(qū)別控制的思路，最大程度地保護(hù)機(jī)組設(shè)備的安全。

2.2 具體方案

按照方案的總體思路，首先要確定機(jī)組是在正常停機(jī)狀態(tài)下，才執(zhí)行對(duì)機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置動(dòng)作個(gè)數(shù)和轉(zhuǎn)速的判斷；非正常停機(jī)或正常停機(jī)過(guò)程有其他故障、事故信號(hào)的，直接執(zhí)行非正常停機(jī)流程。

為了確保機(jī)組的安全，對(duì)機(jī)組導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作個(gè)數(shù)（g）和機(jī)組轉(zhuǎn)速的信號(hào)判斷，各電廠可根據(jù)實(shí)際情況在監(jiān)控程序內(nèi)進(jìn)行修改。筆者為了降低機(jī)組的控制風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合廣西右江那吉電廠運(yùn)行中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)四種運(yùn)行工況的分析，設(shè)定以下四種控制邏輯，共同進(jìn)行參考：

2.2.1 g≤1 or n≤30%時(shí)，執(zhí)行正常停機(jī)流程；通過(guò)g≤1 or n≤30%的判斷，執(zhí)行正常停機(jī)流程，利用機(jī)組剎車確保機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)，可避免導(dǎo)葉彈簧連桿誤動(dòng)或正常動(dòng)作后都是直接執(zhí)行機(jī)組嚴(yán)重事故停機(jī)的流程。

圖2

2.2.2 2≤g≤3 and n≤30%時(shí)，執(zhí)行機(jī)組緊急停機(jī)流程，動(dòng)作調(diào)速器緊急停機(jī)閥；通過(guò)邏輯判斷，確保機(jī)組采取緊急停機(jī)和剎車投入的辦法，能保證機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不需動(dòng)作機(jī)組重錘卸載閥，降低過(guò)快的導(dǎo)葉關(guān)閉速度對(duì)機(jī)組機(jī)械和液壓設(shè)備的影響。

圖3

2.2.3 4≤g≤8 or 30%

圖4

2.2.4 9≤g or n>90%時(shí)，機(jī)組直接由正常停機(jī)流程轉(zhuǎn)為嚴(yán)重事故停機(jī)流程，動(dòng)作緊急停機(jī)電磁閥、機(jī)組事故卸載閥，下機(jī)組尾水閘門（或事故閘門）。

圖5

3 方案的特點(diǎn)

一是通過(guò)監(jiān)控程序和調(diào)速器程序的邏輯修改，增加對(duì)導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作個(gè)數(shù)、轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉開度和延時(shí)時(shí)間等信號(hào)的判斷，無(wú)需增加外圍接線，邏輯的判斷就能防止機(jī)組在不同工況下實(shí)現(xiàn)機(jī)組低速運(yùn)行和導(dǎo)葉強(qiáng)關(guān)的保護(hù)。

二是在停機(jī)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作個(gè)數(shù)和轉(zhuǎn)速進(jìn)行判斷，轉(zhuǎn)為不同的停機(jī)流程或恢復(fù)機(jī)組空轉(zhuǎn)狀態(tài)，讓運(yùn)行人員有足夠的時(shí)間做好停機(jī)的安全措施，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水機(jī)保護(hù)功能，保障機(jī)組設(shè)備安全。

三是當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障或其他異常情況時(shí)，有機(jī)組的電氣和機(jī)械過(guò)速保護(hù)，確保本方案的執(zhí)行安全可靠，避免機(jī)組出現(xiàn)失控的情況。

四是機(jī)組的控制邏輯可根據(jù)各電廠的運(yùn)行水頭、機(jī)組額定轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉個(gè)數(shù)等實(shí)際情況進(jìn)行修改，有利于實(shí)現(xiàn)不同機(jī)組的水機(jī)保護(hù)功能。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)引入導(dǎo)葉彈簧連桿動(dòng)作的個(gè)數(shù)和機(jī)組轉(zhuǎn)速的判斷信號(hào)，并經(jīng)過(guò)合理的延時(shí)時(shí)間設(shè)置，能避免出現(xiàn)導(dǎo)葉彈簧連桿報(bào)警裝置誤動(dòng)時(shí)，直接導(dǎo)致機(jī)組嚴(yán)重事故停機(jī)流程的后果，減少了機(jī)組嚴(yán)重事故保護(hù)動(dòng)作的次數(shù)，降低了對(duì)機(jī)組機(jī)械和液壓設(shè)備造成的影響，降低機(jī)組在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行對(duì)機(jī)組剎車和軸瓦的磨損。在流程的轉(zhuǎn)換中，通過(guò)軟件程序的設(shè)定，確保機(jī)組開機(jī)過(guò)程的平穩(wěn)過(guò)渡，保證機(jī)組的

安全。

目前，在水電站中尚未實(shí)現(xiàn)彈簧連桿動(dòng)作后不同停機(jī)流程的成功案例，本文結(jié)合了廣西右江那吉電廠和魚梁電廠的機(jī)組監(jiān)控程序、調(diào)速器程序進(jìn)行了構(gòu)思，通過(guò)對(duì)不同控制流程的討論，認(rèn)為本方案能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝云敏.水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)[M].北京：水利水電出版社.

[2] 魏守平.水輪機(jī)調(diào)節(jié)[M].武漢：華中科技大學(xué)出

版社.

[3] 范華秀.水力機(jī)組輔助設(shè)備[M].北京：水利電力出版社.

作者簡(jiǎn)介：陳榮（1981—），男（瑤族），廣西來(lái)賓人，廣西西江開發(fā)投資集團(tuán)有限公司安全監(jiān)察管理專責(zé)，研究方向：水電站的安全運(yùn)行管理及維護(hù)技術(shù)。

（責(zé)任編輯：吳 濤）