溧陽抽水蓄能電站機(jī)組調(diào)試期間主要缺陷及處理

許 濤，高從闖，魏 力，王 榮

(江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇溧陽213334)

根據(jù)溧陽抽水蓄能電站機(jī)組特點(diǎn)及上水庫初次蓄水情況，參考國內(nèi)外大型抽水蓄能機(jī)組調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，電站首臺機(jī)(6號機(jī))首次啟動采用水輪機(jī)空載工況+水泵工況方式，其余機(jī)組首次啟動方式采用發(fā)電方向啟動。調(diào)試期間對設(shè)備缺陷及時進(jìn)行分析處理，有效保障了調(diào)試工作的順利開展。本文主要介紹調(diào)試過程中出現(xiàn)的主要缺陷及處理方法，供其他類似工程參考。

1 推力外循環(huán)系統(tǒng)噪聲和振動問題

6號、5號、4號機(jī)組調(diào)試運(yùn)行過程中均存在推力外循環(huán)系統(tǒng)油泵噪聲及管路系統(tǒng)振動大的問題，造成儀表、傳感器接頭和閥門手柄、法蘭螺栓等松動，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行及廠房環(huán)境[1]。經(jīng)分析，由于推力外循環(huán)系統(tǒng)油流量偏大，推力油槽相對較小，管路管徑選擇不當(dāng)，導(dǎo)致油流速較大，機(jī)組旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的氣泡來不及在油槽內(nèi)釋放，被吸入油泵時大量氣泡潰滅進(jìn)而導(dǎo)致泵噪聲和系統(tǒng)振動。后經(jīng)變頻改造方案，循環(huán)油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速從1 400 r/min降至900 r/min，首先在5號機(jī)組進(jìn)行實(shí)施并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)滿足要求[1]。隨后在其他機(jī)組實(shí)施，效果明顯。目前，各機(jī)組推力外循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。

2 蝸殼均壓閥位置信號丟失問題

6號、5號、4號機(jī)組調(diào)試過程中頻繁出現(xiàn)因蝸殼均壓閥位置信號丟失導(dǎo)致抽水調(diào)相轉(zhuǎn)抽水工況失敗問題。引起蝸殼均壓閥位置信號丟失的直接原因?yàn)橹甘狙b置連桿松脫，由于閥門的位置指示連桿為絲杠結(jié)構(gòu)，直徑4 mm，原長度約180 mm，與閥桿通過螺紋連接，在蝸殼均壓閥開啟關(guān)閉過程中連桿受到水流脈動影響發(fā)生振動，多次開啟關(guān)閉后連桿慢慢松脫，采用鎖固膠后效果仍不明顯。后取消了原位置指示裝置，縮短指示連桿長度并焊接直角擋板，另接開啟和關(guān)閉行程開關(guān)后解決此問題，改造后運(yùn)行正常，改造后的蝸殼均壓閥位置指示桿見圖1。

圖1 改造后的蝸殼均壓閥位置指示桿

3 主軸密封供水流量過低問題

6號機(jī)組啟動調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)主軸密封供水流量低報警，實(shí)際流量接近于零的現(xiàn)象。究其原因主要為濾水器排污回路流量過大，當(dāng)濾水器反沖洗啟動時主供回路流量和壓力瞬間大幅降低，進(jìn)而影響機(jī)組主軸密封潤滑冷卻效果，嚴(yán)重時將會燒毀密封，導(dǎo)致頂蓋水位升高。主軸密封冷卻水丟失保護(hù)邏輯為任一路進(jìn)水電動閥開啟+流量低或兩路進(jìn)水電動閥開+兩路流量和為低，延時跳機(jī)。若跳機(jī)延時考慮躲過備用回路完全投入至正常流量所需時間，則機(jī)組主軸密封存在安全風(fēng)險。正常情況下，自動反沖洗濾水器在清污、排污時不影響主軸密封供水[2]。后經(jīng)過計(jì)算在排污回路增加節(jié)流片，減小反沖洗排污流量，在排污和供水流量之間找一個平衡點(diǎn)，確保濾水器自動反沖洗有一定效果的同時主軸密封供水流量、壓力也能滿足機(jī)組運(yùn)行要求。

4 尾閘液壓啟閉機(jī)吊軸監(jiān)測裝置故障

調(diào)試期間6號機(jī)組尾閘在操作時，其開度指示監(jiān)測裝置吊軸限位塊固定螺栓被剪斷，部分配重塊掉落。隨后將2號尾水系統(tǒng)及4～6號機(jī)組段全部放空進(jìn)行檢查，找到掉落的配重塊，消除了配重塊損壞機(jī)組的安全風(fēng)險。經(jīng)分析，在尾閘下落時，由于吊軸密封圈的阻力較大，配重塊沒有跟隨尾閘一同下落，當(dāng)尾閘下降一段距離后，在配重塊重力作用下，吊軸突然迅速下滑，巨大的沖擊力導(dǎo)致其限位塊固定螺栓被剪斷。故對開度指示監(jiān)測裝置進(jìn)行了如下改造：①對導(dǎo)向部分進(jìn)行徹底拆解和清洗，減少雜質(zhì)導(dǎo)致的卡阻；②在限位塊上增加一件抗剪銷，在吊軸檢測裝置頂部增加軸套，與吊軸焊接在一起，提高抗剪能力；③對受力情況進(jìn)行復(fù)核，將配重塊的質(zhì)量由0.58 t(17塊)減為0.47 t(14塊)。處理后電站6臺機(jī)組尾閘啟閉機(jī)操作正常。

5 液壓回路液動閥、電磁閥卡澀問題

電站6臺機(jī)組球閥、調(diào)速器等系統(tǒng)液壓回路均存在液動閥、電磁閥卡澀情況。出現(xiàn)該問題一是由于基建期現(xiàn)場環(huán)境差、油水管路內(nèi)含有雜質(zhì)，在液動閥、電磁閥等處積聚，最終導(dǎo)致閥組卡澀；二是由于閥組本身精度問題，油控水液壓閥內(nèi)部串腔，造成油回路內(nèi)含水量增大，閥體內(nèi)部銹蝕，動作卡澀?，F(xiàn)場采取定期進(jìn)行清洗液壓閥、電磁閥，對機(jī)組用油進(jìn)行濾油處理，提高油的品質(zhì)，逐步更換精度較低的閥組等措施，卡澀現(xiàn)象有所緩解。

6 球閥異常關(guān)閉問題

6號機(jī)組在調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)球閥突然關(guān)閉現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，尾閘與球閥閉鎖邏輯中有一路硬布線回路，當(dāng)出現(xiàn)“尾閘不在全關(guān)位”時，該回路不經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)流程，直接動作于關(guān)閉球閥。如此時機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)，動水關(guān)球閥，存在很大安全隱患。經(jīng)各方充分研究討論，將該邏輯改為：尾閘下滑400 mm時，將直接發(fā)信號給監(jiān)控，由監(jiān)控系統(tǒng)下令關(guān)球閥并走緊急停機(jī)流程，確保機(jī)組運(yùn)行安全。

7 下導(dǎo)瓦、推力瓦瓦溫測點(diǎn)溫度跳變

機(jī)組調(diào)試試運(yùn)行過程中推力、下導(dǎo)瓦瓦溫測點(diǎn)相繼出現(xiàn)跳變現(xiàn)象。經(jīng)過對機(jī)組推力循環(huán)內(nèi)部檢查以及運(yùn)行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)組運(yùn)行過程中測溫元件引線由于受到旋轉(zhuǎn)部件帶動油槽內(nèi)油流的沖擊而發(fā)生松脫，另外測點(diǎn)接駁裝置設(shè)計(jì)不合理，測溫引出線未配套具有相應(yīng)強(qiáng)度的套管?，F(xiàn)場采取對測溫元件引線加裝屏蔽套管并可靠固定等措施，基本消除該現(xiàn)象。

8 機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)事故配壓閥動作異常

調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)機(jī)組啟動間隔時間較長時，再次啟動時事故配壓閥會異常動作一次后自動恢復(fù)。經(jīng)現(xiàn)場分析、分段排查、試驗(yàn)，判斷原因?yàn)檎{(diào)速器液壓系統(tǒng)油壓建立的短暫時間內(nèi)，事故配壓閥兩側(cè)油壓建立不同步所致。事故配壓閥常壓腔與控制油腔

圖2 調(diào)速器液壓系統(tǒng)

來自同一個油源，但是控制油經(jīng)過過濾器、機(jī)械過速閥組以及長管路后建壓會有一定滯后，從而導(dǎo)致液動切換閥105DR切換延遲，并使得事故配壓閥104DR異常動作(見圖2)?，F(xiàn)場采取將機(jī)械過速切換閥壓力油源直接接至壓力油罐輔助供油球閥，縮短了供油管路長度，解決了該問題。

9 其他缺陷

在機(jī)組調(diào)試過程中，還出現(xiàn)過SFC轉(zhuǎn)子初始位置測量不準(zhǔn)、推力下導(dǎo)油槽甩油、導(dǎo)葉位置信號丟失等故障，現(xiàn)場均采取了相應(yīng)措施，有效緩解或消除了缺陷。對短時間無法根本解決的問題，電站采取組織參建各方進(jìn)行深入分析研究、到行業(yè)內(nèi)其他抽蓄電站進(jìn)行調(diào)研、邀請專家開展咨詢等手段，分析故障原因、提出臨時解決方案，結(jié)合電站檢修計(jì)劃實(shí)施改造，確保了電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

10 幾點(diǎn)體會

(1)由于基建期安裝現(xiàn)場交叉作業(yè)多、施工環(huán)境相對較差，所以要重視成品保護(hù)工作，對現(xiàn)場已安裝完成的設(shè)備，尤其是自動化元件、熱工保護(hù)元件、繼電保護(hù)裝置、各類電磁閥、液壓切換閥等采取專項(xiàng)防護(hù)措施，制定定期檢查機(jī)制，以防調(diào)試誤動、拒動。

(2)嚴(yán)格把控油水氣管道清洗工序，避免因雜質(zhì)導(dǎo)致設(shè)備動作異常。在運(yùn)行初期，要經(jīng)常性開展油水氣系統(tǒng)過濾器清洗工作；對機(jī)組各部位的透平油要進(jìn)行濾油。

(3)在設(shè)備選型方面應(yīng)選擇技術(shù)相對成熟，在同行業(yè)有良好業(yè)績的產(chǎn)品。重視對備品備件進(jìn)行梳理，并提前向廠家訂購，現(xiàn)場應(yīng)留有足夠數(shù)量的備品備件，降低因備件缺少影響機(jī)組調(diào)試進(jìn)度。

(4)重視對調(diào)試期間缺陷的分析，制定現(xiàn)場應(yīng)急處置流程和詳細(xì)操作指南。對于共性問題，及早制定措施，避免在其他機(jī)組再次出現(xiàn)。