淺談水電廠油壓裝置人機(jī)信息設(shè)置的必要性

(嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

1 概述

油壓裝置的作用是為調(diào)速器各種液壓控制設(shè)備提供安全、可靠和穩(wěn)定工作油壓的液壓能源裝置，油壓裝置主要由壓力油罐、回油箱、補(bǔ)油泵、閥組及其它附件組成。

亭子口水電廠油壓裝置控制屏是在1個(gè)屏柜上通過(guò)PLC、軟啟動(dòng)器等自動(dòng)化元件進(jìn)行2臺(tái)油泵、電動(dòng)閥、組合閥的啟、?？刂?；控制屏未設(shè)置觸摸屏進(jìn)行信息反饋，各種開(kāi)關(guān)量、模擬量等信號(hào)未能直接有效展現(xiàn)出來(lái)，不利于運(yùn)維人員日常巡檢工作。根據(jù)DL/T 1548-2016《水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用導(dǎo)則》規(guī)定，對(duì)于大型水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，油壓裝置控制柜宜采用觸摸屏作為人機(jī)界面，并顯示壓力、溫度、油溫、各種信號(hào)狀態(tài)、動(dòng)作信號(hào)、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息、故障信息等。

2 油壓裝置控制介紹

系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，由于調(diào)速器系統(tǒng)液壓元件加工工藝不夠精密，存在漏油，以及調(diào)速器系統(tǒng)中導(dǎo)葉、閥組的動(dòng)作都是依靠油壓去完成，會(huì)消耗能量，導(dǎo)致壓油罐中的壓力降低，為了保證壓油罐壓力在規(guī)定范圍內(nèi)，需對(duì)壓油罐重新進(jìn)行建壓，一般情況下建壓是通過(guò)油泵補(bǔ)油的方式進(jìn)行(油氣比一般是1∶3)，除非油位達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)，才通過(guò)補(bǔ)氣的方式建壓(補(bǔ)氣建壓的周期較長(zhǎng))。所以補(bǔ)油泵的作用是對(duì)壓力油罐進(jìn)行補(bǔ)油，快速建壓，保證壓力油罐的壓力快速恢復(fù)到規(guī)定的設(shè)定值范圍內(nèi)，保證調(diào)速器系統(tǒng)正常工作及機(jī)組的安全運(yùn)行。在控制過(guò)程中，會(huì)有油壓開(kāi)關(guān)量、油位模擬量、油位溫度量等信號(hào)驅(qū)動(dòng)邏輯進(jìn)行判斷，進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)油、補(bǔ)氣控制。

亭子口電廠在未開(kāi)展油壓裝置人機(jī)改造前，控制信號(hào)及控制中出現(xiàn)的故障不能及時(shí)呈現(xiàn)出來(lái)，存在較大安全隱患。在進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)改造后，人機(jī)與PLC直接通訊，在人機(jī)觸摸屏上設(shè)置油壓裝置開(kāi)關(guān)量開(kāi)出、開(kāi)入點(diǎn)表、參數(shù)設(shè)置界面、設(shè)備動(dòng)作信息記錄界面等，可直觀地顯示設(shè)備狀態(tài)、泵運(yùn)行間隔時(shí)間、追述事件發(fā)生等信息，便于運(yùn)維人員及時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

3 人機(jī)信息設(shè)置的重要性

油泵是油壓裝置系統(tǒng)快速建壓的一個(gè)重要途徑，油泵的啟停次數(shù)和間隔時(shí)間可以反映系統(tǒng)壓力的變化情況(油罐及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)合理)，油壓裝置壓力系統(tǒng)的壓力損耗主要有：(1)導(dǎo)葉的正常開(kāi)關(guān)；(2)閥組生產(chǎn)不夠精密，存在滲油或串油現(xiàn)象；(3)液壓管路法蘭接頭密封不嚴(yán)，存在漏油；(4)壓力油罐氣體損耗；(5)油管路或法蘭接頭故障，存在大量漏油；(6)壓力油罐安全閥故障，誤動(dòng)作。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定的起泵壓力值時(shí)，油泵補(bǔ)油建壓(氣壓在額定的范圍內(nèi))。

油泵啟停時(shí)間間隔可以有效反映出調(diào)速系統(tǒng)的健康狀況，機(jī)組未進(jìn)行頻繁負(fù)荷調(diào)節(jié)的情況下，油泵啟停時(shí)間比平常短說(shuō)明系統(tǒng)壓力損耗較快，判斷油壓裝置系統(tǒng)可能存在缺陷或故障。亭子口水電廠2號(hào)機(jī)組于2013年8月正式投入生產(chǎn)，在運(yùn)行一個(gè)月后，油壓裝置補(bǔ)油泵啟停時(shí)間間隔比以前相差較大，油泵啟停動(dòng)時(shí)間由55min緩慢下降至12min。因當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)未設(shè)置人機(jī)信息顯示，運(yùn)行人員只能在監(jiān)控上位機(jī)監(jiān)盤(pán)時(shí)了解油泵的運(yùn)行及停止?fàn)顩r，監(jiān)盤(pán)信息量過(guò)大造成監(jiān)盤(pán)人員不能對(duì)設(shè)備狀態(tài)充分分析，現(xiàn)場(chǎng)巡回人員缺少觀察信號(hào)的窗口，也未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。事后經(jīng)原因分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，油泵啟停時(shí)間較短的原因是由于事故配壓閥內(nèi)部閥芯、閥套磨損及拉傷造成事故配壓閥滲油量大，油泵頻發(fā)啟停建壓，經(jīng)更換事故配壓閥后，設(shè)備恢復(fù)正常工作，油泵啟停的間隔時(shí)間恢復(fù)至1h左右。通過(guò)該事件后，電廠自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)維護(hù)人員決定進(jìn)行人機(jī)改造，將各種狀態(tài)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，有助于現(xiàn)場(chǎng)巡回人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改造后多年的運(yùn)行中，確實(shí)有助于運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)了不少的安全隱患，并給予及時(shí)解決。例如發(fā)生了多次的油壓裝置組合閥卸載安全閥提前動(dòng)作事件，因長(zhǎng)期振動(dòng)導(dǎo)致卸載閥未達(dá)到定值時(shí)就提前動(dòng)作，動(dòng)作壓力值在停泵值以下，壓油泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，油溫升高；運(yùn)維人員定期巡回過(guò)程中根據(jù)事件記錄及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免了事故的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

水輪機(jī)油壓裝置系統(tǒng)故障直接影響調(diào)速器的調(diào)節(jié)品質(zhì)，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置人機(jī)信息，便于運(yùn)維人員及時(shí)直觀地判斷設(shè)備健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)分析，及時(shí)處理，把故障消除在萌芽狀態(tài)，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。在自動(dòng)化設(shè)備不斷更新的時(shí)代，維護(hù)人員要與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)管理工作，保證發(fā)電控制設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。