一起水電站筒形閥油系統(tǒng)故障的分析和處理

摘 要：文章主要介紹了某水電站機組筒形閥某次油系統(tǒng)故障的發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)行了相應(yīng)的原因分析，并提出處理和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：水電站；筒形閥；油系統(tǒng)；分析

引言

某水電站機組主進(jìn)水閥采用筒形閥結(jié)構(gòu)。在機組停機時，筒形閥處于全關(guān)狀態(tài)，筒體下落至座環(huán)固定導(dǎo)葉與活動導(dǎo)葉之間，達(dá)到截止水流作用；當(dāng)機組開啟時，開機流程首先開啟筒形閥，將筒體提升到座環(huán)上環(huán)與頂蓋構(gòu)成的空腔內(nèi)，不干擾水流流動[1]。筒形閥油系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)控制命令對各接力器提供合適的壓力油源，完成筒形閥的全開、全關(guān)操作[2]。有效地分析與處理筒形閥油系統(tǒng)在日常運行中可能出現(xiàn)的各種異?；蚬收?，對于保障筒形閥的穩(wěn)定運行以及機組正常開停機具有重要意義。

1 筒形閥油系統(tǒng)簡介

1.1 筒形閥油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

筒形閥油系統(tǒng)主要由壓力油罐、回油箱、壓力油泵、漏油箱、漏油泵、接力器、油管路以及控制系統(tǒng)等組成。正常狀態(tài)下，筒形閥控制柜利用液壓控制閥組等執(zhí)行機構(gòu)完成筒形閥的分段開啟，使各接力器的開腔通壓力油，關(guān)腔油路與回油箱相通，在油壓作用下各接力器同步提升筒形閥；正常關(guān)閉筒形閥時，各接力器切換至關(guān)腔通壓力油，開腔油路與回油箱相通，在油壓作用下各接力器同步落下筒形閥。電站監(jiān)控系統(tǒng)對筒形閥及其油系統(tǒng)的重要模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)均有采集和存儲，可作為設(shè)備運行追溯與分析的工具。

1.2 筒形閥壓力油泵控制邏輯

筒形閥壓力油罐是筒形閥油系統(tǒng)貯存壓力油源的重要容器，其內(nèi)壓力油主要依靠壓力油泵從筒形閥回油箱中輸入，壓縮空氣則由補氣裝置控制電站中壓氣系統(tǒng)氣源的輸入。壓力油泵是調(diào)節(jié)壓力油罐油壓、油氣比例的主要工具。電站筒形閥壓力油泵的主要控制邏輯為：當(dāng)壓力油罐內(nèi)油壓小于主泵啟動油壓5.80MPa時啟動主泵，在油壓小于備泵啟動壓強5.60MPa時啟動備泵，當(dāng)油壓不小于停泵油壓6.30MPa時停止所有泵的運行；主泵啟動次數(shù)達(dá)到設(shè)定值1次后，主備泵狀態(tài)自動進(jìn)行切換。壓力油泵的主要動作油壓值如圖1所示。

2 故障情況及其分析與處理

2014年7月30日至7月31日間，電站3號機筒形閥油系統(tǒng)連續(xù)出現(xiàn)故障。

2.1 因卸載閥定值降低導(dǎo)致油泵超時運行

7月30日16：22，電站監(jiān)控系統(tǒng)上位機報“3號機筒形閥1號壓力油泵故障”、“3號筒形閥壓力油泵故障”。運行人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)3號機筒形閥1號壓力油泵仍處于運行狀態(tài)，壓力油罐油壓保持6.28MPa而無法上升至停泵油壓值6.30MPa。將1號壓力油泵控制方式置“切除”位，報警信號復(fù)歸；手動啟動1號壓力油泵，壓力油罐油壓上升至6.27MPa后不再上升。

原因分析：根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)歷史記錄，1號壓力油泵長時間運行，超出了控制器設(shè)定的正常時間范圍，故控制器發(fā)出油泵告警信號?，F(xiàn)場觀察油泵運行時的回油箱情況，發(fā)現(xiàn)壓力油泵輸油經(jīng)卸載閥進(jìn)入回油箱，未進(jìn)入壓油罐。判斷因機組振動等因素影響，壓力油泵輸油管路的卸載閥設(shè)定油壓值發(fā)生偏離。

采取措施：18：20，檢修人員將1號壓力油泵卸載油壓調(diào)整提高至6.36MPa，經(jīng)試驗壓力油泵運行恢復(fù)正常。

2.2 壓力油泵故障損壞

23：48，上位機報“3號機筒形閥2號壓力油泵故障”、“3號機筒形閥壓力油泵故障”。上位機顯示3號機筒形閥壓力油罐油壓在2號壓力油泵自動啟動后油壓值達(dá)到6.27MPa后無法繼續(xù)上升。運行人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)3號機筒形閥2號壓力油泵故障指示燈亮，2號壓力油泵運行指示燈不亮，壓力油罐油壓緩慢下降；將2號壓力油泵控制方式置“切除”，再將2號機壓力油泵控制方式重新置“自動”，并將2號壓力油泵切為“主用”，發(fā)現(xiàn)在壓力油罐油壓下降至主泵啟動油壓后，上位機有2號壓力油泵啟動信號，而現(xiàn)場2號壓力油泵未啟動；將2號壓力油泵控制方式置“切除”，1號壓力油泵自動啟動，油壓到達(dá)停泵油壓值后停泵。

原因分析：跟據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的2號壓力油泵啟動開關(guān)量和壓力油罐油壓值歷史記錄，2號壓力油泵自動啟動不久，壓力油罐油壓值便不再上升。根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，表明控制器已發(fā)出2號壓力油泵啟動的信號，但油泵未能正常運行。

采取措施：7月31日00：20，檢修人員到達(dá)現(xiàn)場，檢查發(fā)現(xiàn)2號壓力油泵轉(zhuǎn)軸卡塞。開始更換2號壓力油泵泵體。

2.3 回油箱油位過低

02：30，處于自動運行方式的1號壓力油泵啟動后，壓力油罐油壓值到達(dá)6.27MPa后無法繼續(xù)上升，運行人員現(xiàn)場將1號壓力油泵運行方式改為自動啟動、手動停止。07：55更換2號壓力油泵泵體后，經(jīng)試驗壓力油泵轉(zhuǎn)動恢復(fù)正常，但壓力油罐油壓值仍無法上升至停泵油壓值。

原因分析：根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)歷史曲線，7月30日至7月31日間，筒形閥回油箱油位逐步下降，如圖2所示。判斷回油箱相關(guān)設(shè)備元件可能存在外部漏油現(xiàn)象。當(dāng)回油箱的最低油位下降到約25mm（液位計變送值）后，壓力油泵已無法正常將回油箱油打回至壓力油罐。

采取措施：向回油箱加油，經(jīng)試驗2號壓力油泵運行恢復(fù)正常。10：20運行人員在3號機組水車室發(fā)現(xiàn)筒型閥接力器油管路壓力表處有漏油。10：57相關(guān)設(shè)備停止運行，11：10檢修人員更換3號機筒形閥接力器系統(tǒng)油管路壓力表。11：30更換完成后，漏油現(xiàn)象消除。3號機筒形閥油系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3 預(yù)防措施

為預(yù)防油泵故障，對各油泵的服役時間、工作時效等數(shù)據(jù)進(jìn)行定期的統(tǒng)計和分析，必要時進(jìn)行維護(hù)或更換。

為及時發(fā)現(xiàn)回油箱油位異常，對各機組筒形閥壓力油泵進(jìn)行試驗，確定回油箱油位限值，并據(jù)其制定電站監(jiān)控系統(tǒng)筒形閥回油箱油位模擬量告警限值。同時，加強對筒形閥油系統(tǒng)可能發(fā)生漏油的各部位監(jiān)視。

4 結(jié)束語

電站設(shè)備往往具有較強的系統(tǒng)性。在加大工作人員監(jiān)護(hù)力度、提高綜合分析能力的同時，合理增加自動化采集量及其邏輯判斷，對于提升電站設(shè)備的運維質(zhì)量具有積極意義。

參考文獻(xiàn)

[1]林洪德.大朝山電站筒形閥的設(shè)計[J].東方電機，2004（1）：91-96.

[2]陳怡勇.小浪底水電廠壓油裝置控制回路的優(yōu)化[J].水電自動化與大壩監(jiān)測（Hydropower Automation and Dam Monitoring），2005，29（6）：84-85.

作者簡介：金陽（1986-），男，浙江麗水人，助理工程師，主要從事水電自動裝置檢修管理工作。