油壓裝置組合閥技術(shù)探討

吳擢簪

摘 要：通過分析了福建省尤溪縣水東電站原調(diào)速器油壓裝置存在的問題，得出是由于壓油泵啟動(dòng)時(shí)帶負(fù)載啟動(dòng)、安全閥動(dòng)作不可靠、逆止閥止漏效果差、油管路多、滲漏點(diǎn)多的原因，通過對油壓裝置技術(shù)改造，大大提高了機(jī)組及輔機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性，有利保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：安全閥 油壓裝置 卸荷 調(diào)節(jié) 插裝式

中圖分類號：TV736 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（c）-0042-02

水東水電站位于福建省尤溪縣境內(nèi)，具有季調(diào)節(jié)能力。電站裝有4臺單機(jī)容量為20 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式發(fā)電機(jī)組，每臺機(jī)有一套調(diào)速器油壓裝置。油壓裝置由壓油罐、壓油泵、安全閥、主油閥、集油槽等組成，油壓裝置的作用是為調(diào)速器提供操作、控制油源，保障調(diào)速器能安全、可靠操作導(dǎo)葉、槳葉。油壓裝置出現(xiàn)油壓故障會影響導(dǎo)葉、槳葉的操作，大大影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。原調(diào)速器油壓裝置采用彈簧式安全閥、逆止閥與壓油泵出油閥合為一體，無空載延時(shí)裝置。自投產(chǎn)以來，1～4號機(jī)運(yùn)行中常出現(xiàn)調(diào)速器油壓裝置缺陷。

1 原調(diào)速器油壓裝置運(yùn)行存在的問題

（1）彈簧式安全閥動(dòng)作不可靠，校驗(yàn)安全閥動(dòng)作值時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)保證了安全閥開啟值，卻保證不了安全閥全開值，保證了安全閥全開值，開啟值都在額定油壓之內(nèi)，壓油泵未打到額定油壓時(shí)，安全閥動(dòng)作開始排油，大大影響了壓油泵的打油效率。安全閥動(dòng)作時(shí)噪音極大，影響現(xiàn)場人員的身心健康。

（2）壓油泵一投入就帶載運(yùn)行，會造成壓油泵電機(jī)過載，經(jīng)常運(yùn)行容易造成電機(jī)過載損壞。

（3）逆止閥與壓油泵出油閥合為一體，逆止閥的閥芯動(dòng)作聲音過大，經(jīng)常封不住油，造成壓油罐油壓下降過快，壓油泵反轉(zhuǎn)卸壓，壓油泵頻繁自動(dòng)啟動(dòng)打油，損耗廠用電。

（4）油管路多且振動(dòng)沖擊大、滲漏點(diǎn)多，檢修不方便。

2 改造處理

鑒于上述情況，公司決定利用機(jī)組大、小修的機(jī)會對其調(diào)速器油壓裝置進(jìn)行了改造試驗(yàn)。根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)對比，選擇了型號為ZHF-50/4.0型組合閥，液壓系統(tǒng)原理圖見圖1。下面對此組合閥進(jìn)行詳細(xì)說明。

2.1 概述

水電站油壓裝置油泵需要頻繁啟動(dòng)，若在原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)就帶上負(fù)載，則對液壓系統(tǒng)及供電系統(tǒng)均產(chǎn)生不利影響。為了減少原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，縮短啟動(dòng)時(shí)間，減少啟動(dòng)過程中的壓力沖擊，特設(shè)計(jì)該啟動(dòng)組合閥。該啟動(dòng)組合閥具有空載啟動(dòng)和安全閥功能，在工作過程中無振動(dòng)沖擊現(xiàn)象發(fā)生。采用該組合閥可以實(shí)現(xiàn)：（1）使油泵在啟動(dòng)期間處于卸荷狀態(tài)，直至原動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，才向壓油罐供油。（2）當(dāng)油泵出口壓力超過允許值時(shí)，安全閥自動(dòng)打開，來自油泵的壓力油排入集油槽，使油泵出口壓力不再升高。（3）當(dāng)壓油罐中壓力超過設(shè)定值較多時(shí)，卸荷閥動(dòng)作，可使油泵在空載下運(yùn)轉(zhuǎn)，防止油泵繼續(xù)向壓油罐供油，引起壓力過高。

2.2 工作原理

該閥組采用插裝式結(jié)構(gòu)，油口P為進(jìn)油口，接油泵出口。T為回油口，接集油槽。

（1）液控閥YV閥為控制用先導(dǎo)閥，其控制油液引自P口，調(diào)節(jié)其偏置彈簧的預(yù)緊力，可調(diào)節(jié)其工作時(shí)的壓力設(shè)定值（一般小于5 bar），PV為卸荷閥，調(diào)節(jié)其偏置彈簧的預(yù)緊力，可設(shè)定系統(tǒng)的最高工作壓力。

（2）在油泵啟動(dòng)初期，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速尚低，流量不大，P口處未建立起壓力，液控閥YV處于原始位置，此時(shí)溢流插裝單元CV1的控制腔X的油液經(jīng)YV閥回油箱，CV1單元處于開啟狀態(tài)，在此狀態(tài)下，油泵輸出油液全部流經(jīng)CV1單元回油箱，油泵卸荷，P口處的壓力由CV1單元的開啟度及油泵流量等因素決定（一般小于5 bar）。

（3）隨著原動(dòng)機(jī)的加速，油泵輸出流量不斷增加，P口處壓力也隨之升高，到原動(dòng)機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，油泵輸出流量接近最大，此時(shí)，P口處壓力為最高卸荷壓力，它應(yīng)稍高于液控閥YV的設(shè)定動(dòng)作壓力值（可以調(diào)節(jié)YV閥的偏置彈簧預(yù)緊力與之相適應(yīng)），于是YV閥動(dòng)作，切換插裝單元CV1的控制油路，使X腔與P口相通，CV1在控制腔壓力及彈簧力的作用下經(jīng)延時(shí)關(guān)閉，于是P口建立起壓力，克服系統(tǒng)單向閥處的反向壓力，將單向閥打開，油泵即向壓油罐供油，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，CV1便在先導(dǎo)閥PV的控制作用下處于限壓工況。若油泵出口壓力大于PV閥預(yù)先設(shè)定值時(shí)，PV閥開始打開，此時(shí)，P口處就有一股油液流經(jīng)節(jié)流孔Y和PV閥，最后流入回油箱，P口處壓力超過PV閥的設(shè)定值越多，PV閥的開啟口就越大，通過的流量也就越大；而一旦節(jié)流孔Y有油液流過，就會在節(jié)流孔兩端形成壓力差，且流量越大壓差就越大，這樣就使得P口處壓力大于X腔的壓力，因此CV1插裝單元在兩端壓力差的作用下打開，將油泵出口與回油箱接通，使油泵出口壓力不再升高；若壓油罐壓力過高，則油泵將被卸載，使油泵在空載下運(yùn)行，不再向壓油罐供油。

（4）當(dāng)油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于反向壓力的作用，單向閥在其控制腔壓力和彈簧力的作用下關(guān)閉，防止壓油罐中壓力油流向油泵。

2.3 調(diào)試

（1）打開閥組至壓油罐間的截止閥。（2）將壓力油罐內(nèi)的壓力降至工作壓力的下限。（3）啟動(dòng)油泵，觀察壓力油罐內(nèi)的壓力變化。（4）調(diào)節(jié)PV閥的調(diào)節(jié)螺桿，直至壓油罐內(nèi)壓力升至最高安全壓力（一般為116%額定壓力）而不再上升為止后，鎖緊螺母。注：閥組開始排油壓力應(yīng)大于正常停泵壓力0.1 MPa以上。（5）停泵后，重新啟動(dòng)油泵，驗(yàn)證調(diào)定壓力。（6）若調(diào)定壓力準(zhǔn)確，則調(diào)試完畢；反之，進(jìn)行重新調(diào)整。

3 結(jié)語

通過調(diào)速器油壓裝置改造，把逆止閥、安全閥、空載延時(shí)閥組合在一起，減少油管路和滲漏點(diǎn)，安全閥調(diào)試方便且動(dòng)作可靠，壓油泵一投入就空載運(yùn)行，保障了壓油泵電動(dòng)機(jī)的無過載，逆止閥止漏效果好，油管路無振動(dòng)沖擊。在班組人員少的情況下，大大減少檢修維護(hù)工作量，經(jīng)過長期穩(wěn)定運(yùn)行，全廠每年的油壓裝置缺陷數(shù)量從原先的13次下降到2次，充分肯定了改造后的調(diào)速器油壓裝置品質(zhì)優(yōu)良。緊接著也按照此改造方案對水東電站主閥油壓裝置、雍口電站的調(diào)速器油壓裝置、過速限制器油壓裝置進(jìn)行改造。

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