軸流轉槳機組事故油罐方案改進

施海東 靳光永

摘要：本文對軸流轉槳機組事故停機常用的事故油罐和直流事故油泵控制方案進行了分析比較，基于系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，生產成本控制和設備有效利用等相關因素考慮，對使用較多的事故油罐控制方案進行優(yōu)化改進。充分利用事故油罐的后備保護作用，通過試驗，驗證了此優(yōu)化設計提高了機組運行的安全穩(wěn)定性。

關鍵詞：軸流轉槳;事故配壓閥;事故油罐;事故油泵;高通低阻

隨著國內軸流轉槳機組的大規(guī)模建設，單機容量越來越大，對控制設備的要求越來越高。軸流轉槳機組一般具有水頭低、流量大等特性，機組進水口通常不設快速閘門，僅設事故閘門，一般采用事故配壓閥作為事故停機的關鍵設備。典型設計中通常采用配置事故油罐或者事故油泵?？紤]到控制的方便性常規(guī)采用每臺機組單獨配置事故油泵或者事故油罐的方案。

事故配壓閥的壓力油源除主用壓力油源一般還需要備用壓力油源。為滿足電站安全穩(wěn)定運行的需求，通常會設置事故壓力油罐或者事故油泵用作備用壓力油源。當調速系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者主用壓力油源出現(xiàn)故障不能提供足夠的能量時，此時通過備用壓力油源來關閉導葉，避免機組飛逸。

事故油泵一般相對體積較小，安裝相對方便。但由于事故油泵等長期不動作或者事故油泵出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)將失去通過事故配壓閥實現(xiàn)關機的功能，而事故油罐作為備用壓力油源可靠性更高。針對實際運行生產中機組事故油罐壓力油使用較少或者不用的情況，為了充分利用事故油罐的后備油源的作用，本文提出了一種新的改進設計方案。

1 液壓系統(tǒng)原理簡介

1.1液壓系統(tǒng)的組成。液壓系統(tǒng)由事故油系統(tǒng)、工作油系統(tǒng)和切換裝置組成。其中事故油系統(tǒng)一般由兩臺油泵電機組、事故油罐及相應的自動化元件組成。工作油系統(tǒng)和事故油系統(tǒng)的組成相類似，區(qū)別在于一般配備兩臺主油泵和一臺輔助油泵。切換裝置由主供油切換閥16EM01、插裝閥C1、切換指示繼電器KD、事故油罐供油到工作油罐切換閥16EM02和液控單向閥YK組成。如圖1所示。

1.2 事故油罐容積的計算。每臺機組獨立配置一只事故油罐，滿足事故停機情況下導葉接力器整個全關行程的容積，按波義耳定律：

1.3 切換裝置的工作原理。事故配壓閥壓力油正常由工作油罐通過液控單向閥YK供油，當工作油罐達到事故低油壓或者工作油罐系統(tǒng)出現(xiàn)故障時通過切換閥16EM01將事故配壓閥的壓力油改為由事故油罐供油。正常工作時，事故油罐和工作油罐之間壓力油被插裝閥C1和液控單向閥截止，避免兩個油罐之間的竄油。

1.3.1 事故配壓閥輔助壓力油的高通低阻。常規(guī)設計中，事故配壓閥輔助壓力油一般取自事故油罐，存在事故油罐失壓而造成事故配壓閥誤動的風險。改進后的設計方案輔助壓力油由事故油罐和工作油罐的輔助供油通過梭閥SV輸出，分別控制切換裝置、事故配壓閥先導部分以及機械過速裝置壓力油。經過梭閥SV后輸出的輔助壓力油確保為事故油罐和工作油罐之間的較高壓力，從而使插裝閥C1在正常工作狀態(tài)時處于關閉狀態(tài)。

1.3.2事故配壓閥主壓力油。經過切換裝置輸出后的輔助壓力油接入事故配的輔助壓力油P1、主壓力油接入事故配壓閥的主壓力油P。事故配壓閥油管圖詳見圖2.

2工作油罐和事故油罐的控制邏輯

2.1工作油罐切換到事故油罐原理。當工作油罐低于事故低油壓時，事故低油壓信號送入監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)事故停機流程。

2.2事故油罐對工作油罐的補油原理。常規(guī)的電站設計，事故油罐作為備用油源使用，事故配壓閥不動作時，事故油罐中的壓力油長時間不使用，在一定程度上造成了資源的浪費。假定事故油罐起主泵壓力為P1，工作油罐起主泵壓力為P2，輔助泵起泵壓力為P3， P1>P3>P2。

當事故油罐起泵時，此時切換閥16EM01和16EM02同時動作，若事故油罐此時的壓力大于工作油罐內的壓力，則事故油罐內的壓力油通過插裝閥C1和液控單向閥流向工作油罐，到達額定壓力后油泵停止，同時切換閥16EM01和16EM02恢復常態(tài)。

若事故油罐這時的壓力小于工作油罐內的壓力則切換閥保持常態(tài)不動作，此刻事故油泵油正常進入事故油罐，到達額定壓力后油泵停止工作。事故油罐向工作油罐補油過程中若工作油罐輔助泵起動（或者工作油罐主泵起動）則切換閥16EM01和16EM02恢復常態(tài)，事故油泵打油到事故油罐。

事故油罐補油控制邏輯圖如圖3所示。

3 結論

對于低水頭大容量軸流轉槳機組，機組進水口通常不設快速閘門，僅設事故閘門，并配置事故配壓閥作為機組的防飛逸措施。

參考文獻：

[1]魏強，班多水電站事故油泵替代事故壓力油罐淺析.

（作者單位：國電南瑞科技股份有限公司）

作者簡介：施海東（1986-8），男，江蘇海安人，本科，工程師，從事水電廠水輪機調速器研究和調試工作。E-mail：47874356@qq.com;

聯(lián)系地址：江蘇省南京市江寧區(qū)誠信大道19號。