水輪發(fā)電機組事故配壓閥存在問題及改進方案

陳盛枝++林建興

摘 要：SGP-100集成事故配壓閥是一種二位六通型換向閥，主要用于水電站水輪發(fā)電機組的過速保護系統(tǒng)中，是直接操作水輪機導葉接力器的執(zhí)行機構(gòu)，它串接于調(diào)速器主閥與導葉接力器之間的油管路上本文介紹了水輪發(fā)電機組事故配壓閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、工作情況以及運行中出現(xiàn)的問題，并根據(jù)問題找到其發(fā)生的根本原因，提出具體改進方案。

關鍵詞：事故配壓閥；工作原理；發(fā)生原因；改進方案

中圖分類號：TV737 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0125-02

1 概述

街面水電站總裝機300MW，為兩臺150MW混流式水輪發(fā)電機組，每臺機組均設有進水口快速閘門及型號為SGP-100型集成事故配壓閥，防止機組過速。SGP-100集成事故配壓閥是一種二位六通型換向閥，主要用于水電站水輪發(fā)電機組的過速保護系統(tǒng)中，是直接操作水輪機導葉接力器的執(zhí)行機構(gòu)，它串接于調(diào)速器主閥與導葉接力器之間的油管路上[1]。正常情況下，事故配壓閥不起作用，總是使調(diào)速器主閥與通向水輪機導葉接力器的管路處于連通狀態(tài)；當機組過速且調(diào)速器拒動時，事故配壓閥將跨越調(diào)速器，接受過速保護信號動作，將調(diào)速器切除，使調(diào)速器主閥通向水輪機導葉接力器的管路被切斷，油系統(tǒng)中的壓力油直接操作導葉接力器而緊急關閉導水機構(gòu)，防止機組過速，為水輪發(fā)電機組正常運行提供安全可靠的保護[2]。

2 事故配壓閥工作原理

圖1中的管1接壓力油、管2接事故配壓閥的先導二位三通電磁閥工作腔。水輪發(fā)電機組正常運行時，管2通過二位三通電磁閥接壓力油，閥芯3在差壓作用下處于上位時，事故配壓閥的P腔和O腔切斷，主配閥的開啟和關閉分別與接力器的開啟和關閉腔相通，即B腔與A腔通，主配閥操作接力器來實現(xiàn)，事故配壓閥上端位置開關9輸出機組工作正常信號的位置信號。

當調(diào)速器發(fā)生故障致使機組轉(zhuǎn)速過高，調(diào)速器無法完成通過接力器關閉導水機構(gòu)操作時，管2前端先導二位三通電磁閥接受過速保護動作信號動作，電磁閥換向，將壓力油切斷，管2接回油，事故配壓閥閥芯2在差壓作用下向下移動，閥實現(xiàn)換向，事故配壓閥動作到位后，其上端位置開關8輸出事故動作的位置信號。此時調(diào)速器的控制回路被切斷，此時P腔與C腔通，A腔與O腔通，即系統(tǒng)的壓力油與接力器的關閉腔接通，接力器的開啟腔接回油，水輪機的導水機構(gòu)在接力器操作下實現(xiàn)關閉，從而實現(xiàn)水輪機停機，避免機組發(fā)生飛逸事故。通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥4的開度，可調(diào)整事故狀態(tài)時管2回油的速度，以整定SGP-100集成事故配壓閥的動作時間，并起到液壓緩沖作用。調(diào)節(jié)錐形調(diào)節(jié)閥5的開度，可調(diào)整事故狀態(tài)時接力器的回油速度，以整定接力器的關閉時間。

3 運行中存在問題及原因分析

在實際運行中出現(xiàn)曾出現(xiàn)1號機運行中，機組過速限制器油壓裝置檢修狀態(tài)。當停機降負荷時，發(fā)現(xiàn)1號機負荷降不下來，到現(xiàn)場對調(diào)速器系統(tǒng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)柜運行正常，調(diào)速器機械柜的導葉平衡表偏關，濾網(wǎng)前后壓差達1MPa，經(jīng)手動切換比例伺服閥，導葉電手動、純手動方式均無法操作，1號機調(diào)速器油壓裝置油壓下降很快，1、2號壓油泵頻繁啟動打油，調(diào)速器機柜內(nèi)聽到主配壓閥配油聲，但調(diào)速器機柜的導葉開度表指示沒有變化，到水車室內(nèi)檢查導葉控制環(huán)并未動作，觀察機組事故配壓閥外觀狀態(tài)正常，但閥芯指示略有位移。經(jīng)對調(diào)速系統(tǒng)處理無效后落進水口快速閘門、斷開發(fā)電機出口開關后停機，手動投入機械制動閘，關閉機組冷卻水。經(jīng)恢復過速限制器油壓裝置運行后，1號機事故配壓閥復歸正常狀態(tài)后，操作1號機導葉至全關，投入1號機導葉控制環(huán)機械液壓鎖定。對機組進行全面檢查正常后，對機組引水鋼管進行充水，充水至進水口快速閘門前后平壓后提起額定開度，恢復機組至熱備用狀態(tài)。

通過對出現(xiàn)原因進行分析，其主要原因有主配閥或事故配壓閥存在隱性缺陷，造成泄壓而無法操作導葉；機組正常運行時，過速限制器的控制壓力油源由過速限制器油壓裝置的過速限制器壓力油1和過速限制器壓力油2提供，經(jīng)液壓控制閥至事故配壓閥的上端，保證事故配壓閥處于正常工作狀態(tài)。當過速限制器進行檢修時，保障事故配壓閥處工作位置的壓力油源相應管路閥門關閉，過速限制器壓力油1和過速限制器壓力油2消失，此時機組運行中主配開啟腔與主配關閉腔內(nèi)充滿壓力油，事故配壓閥閥芯在差壓的作用下導致事故配壓閥跑位，引起各接口油路走向不正常，使事故配壓閥中的主配關閉腔D來的壓力油大部分經(jīng)開啟腔B管路回流至集油槽導致操作壓力不夠，造成無法動作調(diào)整機組的導葉。導致1號機無法正常停機。

4 改進方案

原實際調(diào)速系統(tǒng)控制原理圖（圖2），在原調(diào)速系統(tǒng)控制回路上增加機組自身的油源作為壓力油，保證機組在運行時事故配壓閥處正常工作狀態(tài)，使機組安全穩(wěn)定運行。如圖3調(diào)速系統(tǒng)控制回路上增加了機組壓力油1和機組壓力油2作為備用油源，正常時機組壓力油1和機組壓力油2的相應閥門是關閉的。事故配壓閥的正常工作狀態(tài)，過速限制器壓力油2進油，過速限制器回油2排油，在液壓控制閥的作用下，事故配壓閥上端進油、下端經(jīng)過速限制器回油2排油，保證過速限制器處正常工作位。當過速限制器檢修時，關閉過速限制器壓力油1和過速限制器壓力油2管路閥門，開啟機組壓力油1和機組壓力油2管路閥門，以保證事故配壓閥始終處正常工作狀態(tài)。此時若機組發(fā)生過速時，過速限制器事故電磁閥接通排油，液壓控制閥在彈簧的作用力下向左移，使機組壓力油2的經(jīng)液壓控制閥至事故配壓閥下端，事故配壓閥上端經(jīng)液壓控制閥后從過速限制器回油2排油，事故配壓閥動作，將機組壓力油1的油經(jīng)事故配壓閥的C腔，作用于接力器關閉腔直接動作關導葉，接力器開啟腔的油經(jīng)事故配壓閥的A腔至過速限制器回油1到集油槽，事故配壓閥可正確動作。

5 結(jié)語

經(jīng)過改造后解決了事故配壓閥的拒動問題。在過速限制器需要檢修時，通過對事故配壓閥壓力油源的切換，來保證機組的事故配壓閥的正常工作，保證電站兩臺機組的安全運行，若機組發(fā)生過速時可避免造成事故的擴大。

參考文獻：

[1]陳齊燈.GC-100型過速限制器存在問題及改進方案[J].福建電力電工，2000（02）.

[2]潘兆武.水輪發(fā)電機組過速保護系統(tǒng)應用與分析[J].水電廠自動化，2006（04）.