響水水電站調(diào)速器技改研究

李旭

響水水電站一期工程建成的兩臺(tái)單機(jī)50MW水力發(fā)電機(jī)組調(diào)速器采用主機(jī)設(shè)備廠家配套生產(chǎn)的調(diào)速器，該調(diào)速器型號(hào)為：PDT-80，核心部件采用電液轉(zhuǎn)換器、中間接力器、主配壓閥等結(jié)構(gòu)。該調(diào)速器在電站使用約5年時(shí)間，期間出現(xiàn)問(wèn)題較多，經(jīng)查閱新型調(diào)速器型譜和對(duì)多家廠家進(jìn)行技術(shù)咨詢、實(shí)地考察后，決定采用WT-80調(diào)速器進(jìn)行更換，更換后實(shí)際運(yùn)行效果很好，調(diào)速器改造成功。

一、響水水電廠工程概況

響水水電站位于云貴交界的都格鎮(zhèn)境內(nèi)，最大壩高為68m，總庫(kù)容830萬(wàn)m3，引水隧洞長(zhǎng)4172.239m，調(diào)壓井總高度為56.6m，高壓埋管全長(zhǎng)764.787m，電站總裝機(jī)容量為2x50MW，設(shè)計(jì)引水流量54.1m3/s，單機(jī)引水流量27.05m3/s，年利用小時(shí)數(shù)為6020h，年發(fā)電量6.02x108KW.h，分別向云貴兩省省網(wǎng)輸送電能。

1.調(diào)速器在水電站的作用及原理簡(jiǎn)介

調(diào)速器是水電站中最重要的控制設(shè)備之一，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，可以通俗的說(shuō)，沒(méi)有調(diào)速器，水輪發(fā)電機(jī)組根本無(wú)法運(yùn)行。

水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器作用是將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（機(jī)組頻率）與電網(wǎng)頻率（給定頻率）進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)其差值送出一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)給電液轉(zhuǎn)換器，電液轉(zhuǎn)換器可以根據(jù)信號(hào)按比例輸出一個(gè)控制油壓，后級(jí)控制單元可將該流量放大，通過(guò)控制導(dǎo)水葉接力器（槳葉接力器）操作流量來(lái)控制導(dǎo)水葉（槳葉）的開度大小，進(jìn)而控制水輪機(jī)過(guò)水流量的多少來(lái)調(diào)整水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)起到調(diào)整水輪機(jī)的輸入功率，改變發(fā)電機(jī)的輸出功率。水輪機(jī)調(diào)速器可按調(diào)節(jié)對(duì)象分為單調(diào)節(jié)調(diào)速器和雙調(diào)節(jié)調(diào)速器，即俗稱的單調(diào)調(diào)速器和雙調(diào)調(diào)速器，也可按調(diào)節(jié)元件分為機(jī)械調(diào)速器（即ST和T型）、電氣調(diào)速器（DST型和DT型）、微機(jī)調(diào)速器（即WST型和WT型）等，還可更細(xì)分為離心飛擺的、環(huán)噴的、步進(jìn)電機(jī)的、液壓閥的、直連的、板式管道無(wú)明管的等等。

2.技改必要性

早期設(shè)計(jì)的調(diào)速器由于受到技術(shù)限制，普遍采用電液轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)等電液轉(zhuǎn)換部件作為調(diào)速器中電-液轉(zhuǎn)換部件。由于該類裝置控制元件調(diào)節(jié)油孔有限，對(duì)油質(zhì)要求較高，油孔經(jīng)常堵塞，導(dǎo)致調(diào)速器故障或根本無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，很難滿足一些水電站實(shí)際運(yùn)行的要求。

正是基于上述原因，響水水電廠的PDT-80電液?jiǎn)握{(diào)節(jié)調(diào)速器越來(lái)越難于滿足運(yùn)行要求，技改工作正式提上工作日程，并經(jīng)廣泛考察多家調(diào)速器產(chǎn)品和調(diào)速器形式后，決定進(jìn)行技改。

二、原調(diào)速器存在的問(wèn)題

響水水電站調(diào)速器采用主機(jī)設(shè)備廠家生產(chǎn)的PDT-80電液?jiǎn)握{(diào)節(jié)調(diào)速器，其大致結(jié)構(gòu)為電液轉(zhuǎn)換器將調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓油流，推動(dòng)中間接力器，中間接力器再通過(guò)杠桿將操作力傳遞到主配引導(dǎo)閥針塞，引導(dǎo)閥針塞配壓給主配，最后推動(dòng)接力器和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)。

使用中存在的主要問(wèn)題：該調(diào)速器雖然采用當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)的電液轉(zhuǎn)換器作為調(diào)速頭，但其他部分還是傳統(tǒng)的機(jī)械杠桿式調(diào)速器，機(jī)構(gòu)調(diào)試、維護(hù)難度大，存在電液轉(zhuǎn)換器頻繁堵塞，接力器抽動(dòng)厲害等諸多問(wèn)題，越來(lái)越難以滿足電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

近幾年微機(jī)調(diào)速器已經(jīng)成為當(dāng)今水輪機(jī)調(diào)速器的主流，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)微機(jī)調(diào)速器的廠家眾多，形式和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了很大的變化，型號(hào)各不相同。經(jīng)過(guò)廣泛地查閱有關(guān)資料和與有關(guān)生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交流、溝通，結(jié)合電站的實(shí)際情況，再根據(jù)《小型水電站技術(shù)改造規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)過(guò)認(rèn)真地分析和性價(jià)比較，決定選用WT-80型數(shù)字式可編程微機(jī)調(diào)速器。

WT-80數(shù)字式水輪機(jī)調(diào)速器是采用數(shù)字邏輯插裝技術(shù)開發(fā)的一類新型調(diào)速器；該調(diào)速器結(jié)構(gòu)新穎，擯棄了傳統(tǒng)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)形式，全部采用插裝閥，多通道多冗余的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的工作可靠性得到了大幅的提升。該調(diào)速器對(duì)油質(zhì)的依懶性大大降低，系統(tǒng)漏油量非常小，對(duì)油泵工作壓力小，可以有效的延長(zhǎng)油泵的工作壽命。綜合該調(diào)速器的各項(xiàng)指標(biāo)后，本次選型決定采用WT-80數(shù)字式水輪機(jī)調(diào)速器。

調(diào)速器外觀圖：

三、試驗(yàn)方案

1. 調(diào)速器試驗(yàn)（現(xiàn)場(chǎng)主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)）

（見(jiàn)文后）

四、改造小結(jié)

兩臺(tái)調(diào)速器改造完成后，在后續(xù)的運(yùn)行中，調(diào)速器運(yùn)行一直非常穩(wěn)定，與原有裝置相比，可靠性已得到了明顯的提高，因此這項(xiàng)技術(shù)改造是成功的。在筆者走訪的周邊多個(gè)水電廠中，尤其是80～90年代投運(yùn)的機(jī)組，鑒于當(dāng)時(shí)的裝備和技術(shù)水平，采用電液轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)等的調(diào)速器，機(jī)械液壓部分均存在可靠性較低的狀況。現(xiàn)在隨著裝備技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)速器的制造水平得到了大幅的提升，就像本文述及的WT-80型數(shù)字式可編程微機(jī)調(diào)速器筆者覺(jué)得是調(diào)速器行業(yè)里面技術(shù)的一次質(zhì)的提升，該調(diào)速器革命性的利用快速開關(guān)閥代替電液轉(zhuǎn)換器，徹底解決了電液轉(zhuǎn)換器油孔較小，容易堵塞等詬病，減少了調(diào)速器對(duì)油質(zhì)的依賴，大幅的提高了調(diào)速器的可靠性，該進(jìn)步為調(diào)速器的發(fā)展指出了一個(gè)新的發(fā)展方向，徹底顛覆了傳統(tǒng)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)本次技改介紹，希望能對(duì)80～90年代投產(chǎn)的水電廠調(diào)速器技改提供一點(diǎn)小小的幫助，如能在該方面為有調(diào)速器技改需求的電廠帶來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)提示，筆者將倍感欣慰。

參考文獻(xiàn)：

[1]龍灘電站調(diào)速器改造_百度文庫(kù)[EB/OL]. 2010-11-23.http：//wenku.baidu.com/view/875d89d5360cba1aa811da28.html