淺談水電廠水輪機(jī)頂蓋排水控制方式改進(jìn)措施

【摘要】一直以來，水電廠運(yùn)行的安全穩(wěn)定都受到嚴(yán)重的影響，其中最主要的原因就是水輪機(jī)頂蓋排水的控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該改進(jìn)其控制方式，增強(qiáng)其安全性和穩(wěn)定性，更好的為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供重要的能源支持。

【關(guān)鍵詞】水電廠；水輪機(jī)頂蓋排水控制；控制方式；改進(jìn)措施

在水電廠中將水能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵設(shè)備就是水輪機(jī)，水輪機(jī)出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)水電廠運(yùn)行的安全穩(wěn)定產(chǎn)生嚴(yán)重的額威脅，在給水電廠造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，還會(huì)給其安全性和穩(wěn)定性造成隱患。因此，要加強(qiáng)對(duì)水輪機(jī)頂蓋排水控制方式改進(jìn)措施的分析和研究，有效的增強(qiáng)其安全性和穩(wěn)定性。

1、頂蓋排水系統(tǒng)

目前一般在水電廠排水系統(tǒng)中都會(huì)設(shè)置頂蓋射流泵，該裝置的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、方便維修；無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分且工作可靠；密封性能比較好，不會(huì)受潮。射流泵主要是通過高速噴射出高壓液體，進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)壓軸吸流體，這樣就能夠有效的增加機(jī)械中的能量，其工作原理入下圖所示。

圖中從1-7分別表示高壓流體進(jìn)入管、低壓流體吸入管、噴嘴、接受室、混合室、擴(kuò)散管、排出管，Q1、Q2、Q3分別表示高壓液流、低壓液流、混合液流。

從噴嘴3中高速噴出的高壓流體，能夠?qū)毫δ苡行У霓D(zhuǎn)化為動(dòng)能，由于較大的流速會(huì)橫向產(chǎn)生紊動(dòng)擴(kuò)散作用，進(jìn)而帶走接受室4中的介質(zhì)，產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)。當(dāng)接受室吸入低壓流體之后，就會(huì)在混合室5中與高壓射流進(jìn)行碰撞、混合，交換能量，在降低高壓流體速度的同時(shí)，增加低壓流體速度。在混合室5的出口位置，兩者之間的速度能夠基本保持一致。擴(kuò)散管6能夠?qū)⒒旌狭黧w中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，進(jìn)一步增強(qiáng)壓力值，并從排出管7中排出。

2、水電廠水輪機(jī)頂蓋排水控制方式的改進(jìn)措施

2.1 改進(jìn)方式。目前在系統(tǒng)中使用最為廣泛的是常規(guī)繼電器回路，但是由于其抗故障能力差、數(shù)量多、回路復(fù)雜、靈敏度差，維修的難度比較大，而且由于價(jià)格昂貴，會(huì)造成投資成本的浪費(fèi)。因此在控制回路方面采用編程PLC來解決，能夠有效的避免干擾和處理接觸不良問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)水電廠的自動(dòng)化和無(wú)人化。

2.2 改進(jìn)實(shí)施。首先在頂蓋處根據(jù)水位的變化安裝探測(cè)裝置，這主要是用來探測(cè)水位的高度，可以使用超聲波探測(cè)儀裝置，并在PLC的輸入模塊中輸入反饋信號(hào)。具體設(shè)置如圖2所示。

在PLC編程中設(shè)置出“水位超高”、“水位過高”、“水位正?！边@三個(gè)接點(diǎn)，并在相對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)處設(shè)置“發(fā)信號(hào)”、“啟動(dòng)射流泵”、“停泵”的口令。如果頂蓋排水正常，水位就會(huì)處于“水位正?！苯狱c(diǎn)的位置；當(dāng)水位達(dá)到“水位過高”這一接點(diǎn)的時(shí)候，PLC控制回路就會(huì)發(fā)出“啟動(dòng)射流泵”這一指令；當(dāng)水位達(dá)到“水位超高”這一接點(diǎn)的時(shí)候，PLC控制回路就會(huì)發(fā)出“發(fā)信號(hào)”這一指令，啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。圖3表示PLC運(yùn)行原理。

在圖3中，隔離電路作用的產(chǎn)生重要是利用輸入輸出光耦合器的隔離特性，這樣就能夠單向傳輸電信號(hào)，有效的增強(qiáng)了其抗干擾能力和電絕緣能力，能夠避免出現(xiàn)信號(hào)誤發(fā)這一問題。

2.3 存在不足。在排水泵故障、PLC故障等問題發(fā)生的時(shí)候，其信號(hào)傳輸過于單一，同時(shí)當(dāng)水位恢復(fù)正常的時(shí)候，在上機(jī)信號(hào)和控制回路中也不能反映出相關(guān)的信號(hào)。

3、結(jié)語(yǔ)

對(duì)水電廠水輪機(jī)頂蓋排水控制方式進(jìn)行改進(jìn)，可以采用PLC控制回路的方式來優(yōu)化，在增強(qiáng)自控能力的同時(shí)，也相應(yīng)的改善了報(bào)警系統(tǒng)和故障系統(tǒng)。這樣，管理人員能夠在第一時(shí)間了解頂蓋中水位的變化情況，并且減少了維修人員的工作強(qiáng)度和工作量，水電廠自動(dòng)化的程度得到了進(jìn)一步的提升和加強(qiáng)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更加穩(wěn)定、安全、可靠的基礎(chǔ)保障。

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