水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)故障及消除措施

摘 要：近年來，改革開放的逐漸深入，在很大程度上推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)的發(fā)展建設(shè)，并取得了較好的成績(jī)。水輪機(jī)作為工業(yè)行業(yè)必不可少的重要組成部分之一，對(duì)清潔能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、減少環(huán)境污染有著極其重要的影響。就目前發(fā)展而言，我國(guó)水輪機(jī)建設(shè)發(fā)展速度較快，并在規(guī)模及技術(shù)上都有了顯著地提高，可以說我國(guó)水輪機(jī)的制造發(fā)展技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平的行列。但是也應(yīng)該看到其存在的不足，文章主要針對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器等方面的問題進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際情況，找出發(fā)生問題的原因所在及提出了合理化的解決方案，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)；調(diào)速器系統(tǒng)；抽動(dòng)；消除措施

引言

水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)多種問題，其主要由生產(chǎn)過程中因設(shè)計(jì)存在某些缺陷或是周邊環(huán)境所影響而導(dǎo)致問題的出現(xiàn)。所以在實(shí)際運(yùn)行前必須針對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器的設(shè)計(jì)原理及運(yùn)行條件進(jìn)行合理化分析，同時(shí)要結(jié)合運(yùn)行環(huán)境，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器設(shè)計(jì)加以改進(jìn)，這樣不僅僅可以有效避免水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行時(shí)因設(shè)計(jì)而出現(xiàn)的各種問題，還能提高水輪機(jī)調(diào)速器的運(yùn)行狀態(tài)及使用壽命。此外，水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生也存在著一定的偶然性，所以并不能對(duì)其進(jìn)行徹底消除，這也是水輪機(jī)調(diào)速器設(shè)備存在安全隱患的主要原因。所以，在實(shí)際運(yùn)行中，可以利用科學(xué)有效的技術(shù)手段加以完善對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器自身的穩(wěn)定性，為建立一個(gè)良好的運(yùn)行條件而打下基礎(chǔ)。

1 水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行中的故障

通常情況下，水輪機(jī)調(diào)速器運(yùn)行過程中，在經(jīng)歷了一段時(shí)間后都將會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，其中比較常見的則是機(jī)械抽動(dòng)等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生將對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器的運(yùn)行產(chǎn)生極其重要的影響。尤其是對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器主閥及引導(dǎo)閥的影響是較為明顯的。所以在水輪機(jī)調(diào)速器進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，要對(duì)其抽動(dòng)故障進(jìn)行及時(shí)的分析處理，避免因?yàn)槌閯?dòng)現(xiàn)象而導(dǎo)致整個(gè)水輪機(jī)難以正常運(yùn)行的現(xiàn)象發(fā)生，這樣不僅會(huì)對(duì)水輪機(jī)設(shè)備產(chǎn)生一定影響，更會(huì)危機(jī)相關(guān)人員的生命，對(duì)此必須引起對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)故障的重視。

2 水輪機(jī)調(diào)速器運(yùn)行中故障發(fā)生的原因

水輪機(jī)調(diào)速器的運(yùn)行原理多是采用內(nèi)環(huán)控制的方式對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)置，利用傳感器對(duì)主閥門、配閥門進(jìn)行控制，通過傳感器所采集到的信息可以將主閥門與配閥門之間的信息進(jìn)行交換，然后再通過電子信號(hào)將水輪機(jī)的最終運(yùn)行結(jié)果反饋到工作臺(tái)上，這樣就可以時(shí)刻監(jiān)測(cè)到水輪機(jī)的運(yùn)行情況。但是在實(shí)際運(yùn)行過程中卻是很難做到這一點(diǎn)，尤其是水輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)難以保持一個(gè)平衡的狀態(tài)，又因調(diào)速器主閥與配閥門之間所采用的傳感器材質(zhì)是導(dǎo)電塑料的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以很容易造成損傷，時(shí)間久了便會(huì)出現(xiàn)抽動(dòng)現(xiàn)象，最終影響機(jī)械液壓的穩(wěn)定運(yùn)行。除上述原因外，水輪機(jī)導(dǎo)葉端面間隙也會(huì)引起抽動(dòng)故障現(xiàn)象的發(fā)生，主閥門抽動(dòng)故障的發(fā)生是導(dǎo)致水輪機(jī)調(diào)速器發(fā)生故障的主要原因。

3 水輪機(jī)調(diào)速器故障的消除方法和防止措施

水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行過程中確實(shí)會(huì)受多種因素的影響而產(chǎn)生各種故障，所以在運(yùn)行中要對(duì)其發(fā)生故障的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，尤其是抽動(dòng)故障的產(chǎn)生。通過對(duì)故障原因的分析一定程度上可以減少故障的發(fā)生，這對(duì)于延長(zhǎng)水輪機(jī)調(diào)速器的使用壽命有著極其重要的意義。當(dāng)水輪機(jī)調(diào)速器如果因?yàn)閷?dǎo)葉端面而出現(xiàn)的故障可以通過更換導(dǎo)葉端面來完善水輪機(jī)的正常運(yùn)行。一般情況下要特別注意安裝時(shí)的操作規(guī)范，絕對(duì)不能安裝位置和方向，要確保替換的導(dǎo)葉端面是質(zhì)量合格的材料并符合水輪機(jī)調(diào)速器的機(jī)械設(shè)備型號(hào)。下面文章則針對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)故障的具體改進(jìn)方法進(jìn)行詳細(xì)的分析與總結(jié)，希望可以通過對(duì)其闡述為相關(guān)人員提供一定的參考，以便更好的保護(hù)水輪機(jī)調(diào)速器的正常運(yùn)行，措施如下：

3.1 設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器主閥的壓緊行程

水輪機(jī)調(diào)速器在安裝過程中首先必須對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器的主閥進(jìn)行分析研究，在了解主閥運(yùn)行狀態(tài)的前提下才能對(duì)主閥的壓緊行程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試，通過給水輪機(jī)調(diào)速器設(shè)置一個(gè)較小的主閥伺服控制信號(hào)，通過對(duì)信號(hào)的控制，進(jìn)而平衡了信號(hào)的波動(dòng)頻率，有效的防止了主配壓閥閥芯的抽動(dòng)。

3.2 修改水輪機(jī)調(diào)速器數(shù)字閥控制和優(yōu)化參數(shù)

為最大程度上減少或者避免水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)信號(hào)的震蕩及變化，可借助延時(shí)停止調(diào)速器數(shù)字閥輸出的方式。這樣就確保在調(diào)速器調(diào)節(jié)順暢的基礎(chǔ)上，做好對(duì)抽動(dòng)障礙的預(yù)防工作。對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器參數(shù)的優(yōu)化，可采用增強(qiáng)PID算法。參數(shù)優(yōu)化后，需及時(shí)在主閥數(shù)組中，將此偏差進(jìn)行剔除，從而使被調(diào)節(jié)的量近乎于設(shè)定的目標(biāo)值。需加以重視的是，水輪機(jī)調(diào)速器會(huì)在參數(shù)變化緩慢的情況下，產(chǎn)生比例和微分通道近乎于不起作用的現(xiàn)象，可通過對(duì)調(diào)速器的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)速器功能穩(wěn)定、防止抽動(dòng)故障發(fā)生的目的。

3.3 水輪機(jī)調(diào)速器進(jìn)行濾波處理

當(dāng)水輪機(jī)機(jī)組處于空載的狀態(tài)下，可通過對(duì)調(diào)速器主配壓閥進(jìn)行調(diào)整，過濾影響主配壓閥的干擾信號(hào)，從而有效的避免水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)障礙的發(fā)生。當(dāng)水輪機(jī)組在運(yùn)行的狀態(tài)下，此時(shí)既沒有增減信號(hào)優(yōu)無非頻率調(diào)節(jié)，將比例伺服閥控制信號(hào)進(jìn)行清零，該措施對(duì)水輪調(diào)速器穩(wěn)定性能有很大程度上的提高，保證了水輪機(jī)機(jī)組與伺服閥的工作性能，延長(zhǎng)了使用年限。

3.4 更換導(dǎo)葉反饋及安裝位置與主配壓閥閥芯位移傳感器

水輪機(jī)導(dǎo)葉反饋安裝于導(dǎo)葉接力器支座上。其采用直線電位器的形式，在開機(jī)后，導(dǎo)葉反饋的振動(dòng)幅度比較高，反饋信號(hào)就容易產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象，這樣就使水輪機(jī)調(diào)速器產(chǎn)生抽動(dòng)障礙。故借助改變導(dǎo)葉反饋裝置的形式，在把機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置安裝于水輪機(jī)層，從而有效的避免了振動(dòng)問題干擾。

水輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，主配壓閥閥芯的行程非常小，從提高控制精度方面考慮，對(duì)直線位移傳感器有效行程的選取原則，即不能與實(shí)際動(dòng)作行程差距較大，但一般較小行程的直線位移傳感器般多屬于導(dǎo)電塑料電阻軌型。以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要為依托，可將主配壓閥閥芯位移傳感器用非接觸式的反饋裝置來進(jìn)行替換。

依據(jù)差動(dòng)變壓器的工作原理，該類位移傳感裝置，利用套在線圈中的鐵芯在管內(nèi)的移動(dòng)，以達(dá)到對(duì)位移測(cè)量的目的。通過更換位移傳感器，主閥閥芯位移傳感器平衡點(diǎn)易磨損的問題就得到了有效解決。并且從使用情況觀察，水輪機(jī)調(diào)速器長(zhǎng)期運(yùn)行的要求能到完全得到滿足。

4 結(jié)束語

綜上所述，水輪機(jī)調(diào)速器作為水輪機(jī)的重要組成部分之一，對(duì)整個(gè)水輪機(jī)的運(yùn)行有著不可忽視的重要影響，所以在運(yùn)行過程中必須引起足夠的重視。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的抽動(dòng)故障現(xiàn)象都要認(rèn)真的分析并加以解決，找出發(fā)生故障的原因?qū)档图皽p少水輪機(jī)調(diào)速器發(fā)生故障有著十分重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，水輪機(jī)調(diào)速度在發(fā)展過程中也必須加以創(chuàng)新，通過科學(xué)技術(shù)手段改變以往的運(yùn)行缺陷，提升整體的運(yùn)行能力對(duì)其發(fā)展很有必要。與此同時(shí)，還能真正意義上推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展，造福于人。

參考文獻(xiàn)

[1]魏守平.水輪機(jī)調(diào)節(jié)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[2]魏守平.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[3]梁宏柱，葉魯卿，孟安波.參數(shù)自適應(yīng)模糊PID控制器及其在水電機(jī)組調(diào)速器中的應(yīng)用[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2003，27（6）：26-29.

[4]魏守平，羅萍.數(shù)字式電液調(diào)速器的微機(jī)調(diào)節(jié)器[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2003，27（3）.