淺析水輪機調(diào)壓閥運行操作及檢修方法

趙 爽，董 建，王柏柏

(天津電氣科學研究院有限公司，天津市 300180)

1 概 述

目前，越來越多擁有長有壓引水系統(tǒng)的中小型水電站，從降低工程造價、提高施工安全、減少施工排渣量對環(huán)境的破壞等多方面因素考慮，選用調(diào)壓閥代替調(diào)壓井作為電站調(diào)壓主設備。作為保證電站安全運行的重要一環(huán)，運行人員應對調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)進行定期巡視、檢查，發(fā)現(xiàn)異常需及時處理。

2 水輪機調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)的運行操作

2.1 調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)操作及運行方式

調(diào)壓閥控制系統(tǒng)采用液壓聯(lián)動的方式，導葉接力器及調(diào)壓閥油缸在特殊主配等關(guān)鍵部件控制下協(xié)同動作。調(diào)壓閥需要設置位移傳感器，監(jiān)控調(diào)壓閥開關(guān)狀態(tài)，參與機組運行控制。

裝有調(diào)壓閥的水電站，主閥由開度20%到0%的關(guān)閉時間需滿足調(diào)壓閥拒動時導葉慢速關(guān)閉時間。在負荷小擾動條件下，控制單元中的調(diào)壓閥不做任何動作。因此，在進行調(diào)速器選型的時候，考慮到此類電站的水流慣性時間常數(shù)Tw值通常較高，要求暫態(tài)反饋強度bt和緩沖時間常數(shù)Td及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的調(diào)節(jié)值范圍盡可能大。

當機組自動運行時，在負荷保持不變、增加或少量減少這三種情況下，調(diào)壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)，閥盤均不開啟。當水輪機組甩較多的負荷時，調(diào)壓閥快速開啟時間和導葉快速關(guān)閉時間應盡可能保持線性一致，兩者動作同步進行。待導葉全部關(guān)閉后，調(diào)壓閥緩慢關(guān)閉。

在調(diào)壓閥出現(xiàn)拒動失靈的情況下，導葉接力器應緩慢關(guān)閉，以避免長引水管路因壓力突然升高，出現(xiàn)水錘而造成危害。安裝位移傳感器后，在監(jiān)控系統(tǒng)接收不到調(diào)壓閥全關(guān)信號的情況下，防止調(diào)壓閥處于開啟狀態(tài)下水輪機組增加負荷。

2.2 調(diào)壓閥運行注意事項

系統(tǒng)運行前，檢查調(diào)壓閥、調(diào)速器、機組等設備是否安裝合格。

調(diào)壓閥在投入運行前，需要做無水壓動作試驗及系統(tǒng)聯(lián)動試驗。參照調(diào)壓閥產(chǎn)品說明書，通過調(diào)整系統(tǒng)中相關(guān)節(jié)流閥，按照調(diào)節(jié)保證計算結(jié)果設定調(diào)壓閥慢速關(guān)閉時間、調(diào)速器導葉快速打開時間及調(diào)壓閥拒動時導葉慢速關(guān)閉時間；并在現(xiàn)場試驗過程中對調(diào)壓閥的開啟及關(guān)閉時間進行合理范圍的調(diào)整。此外，初調(diào)各節(jié)流閥時，需要注意排除管路中的空氣。試驗中需多次模擬調(diào)壓閥動作，保證調(diào)整時間不變。

調(diào)壓閥整定后的數(shù)據(jù)為定值，在其運行過程中不得修改。同樣值得注意的是，在切除調(diào)壓閥的情況下不能運行水輪機組。調(diào)壓閥只作為全開或全閉使用，不能作為調(diào)節(jié)流量使用，避免閥盤密封面受沖蝕磨損。

3 調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)的巡檢與維護

3.1 基本要求

控制系統(tǒng)中各裝置運轉(zhuǎn)正常，表計、信號指示等正常，開關(guān)位置正確。

系統(tǒng)各裝置運行時，油質(zhì)保證清潔。液壓系統(tǒng)用油應符合調(diào)速器用油規(guī)定。

停機期間，建議定期做控制系統(tǒng)模擬動作試驗，檢查調(diào)壓閥動作是否正常，整定時間不變。

3.2 日常巡檢和維護保養(yǎng)

需要定期監(jiān)控油管路狀態(tài)，確保無滲漏油情況發(fā)生；注意觀察介質(zhì)是否從閥門的密封處或緊固件部位滴漏，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；定期檢查緊固件松動情況；如果情況嚴重，需立即上報，申請停機維修。

此外，還應注意檢查閥門外露的各部件是否存在銹蝕情況，重點是閥桿、緊固件等；發(fā)現(xiàn)銹蝕部位應參照相關(guān)規(guī)定，進行維護和處理。

4 調(diào)壓閥檢修方案

在調(diào)壓閥進行檢修前，檢查場地及工具等是否滿足操作要求，是否有防護和安全措施。在外部準備條件充足的情況下，需要關(guān)閉閥前后截止閥，排空調(diào)壓閥油缸內(nèi)液壓油及閥體內(nèi)部流體介質(zhì)。注意液壓油的收集，避免造成環(huán)境污染，保持操作環(huán)境的干凈整潔。檢修技術(shù)人員在拆裝前需充分了解設備及其主要結(jié)構(gòu)，熟悉圖紙。拆裝記號必須在適當位置標志明顯，相關(guān)技術(shù)記錄應正確完整，存檔保存。

4.1 檢修的一般程序

首先做好標記工作。為保證調(diào)壓閥檢修后能正確復位，應清晰標明以下方位。

(1)調(diào)壓閥進水法蘭與管道法蘭的連接方位。

(2)調(diào)壓閥底座法蘭與出水管道法蘭的連接位置。

(3)閥體與其執(zhí)行機構(gòu)的連接方位。

調(diào)壓閥解體前，檢修人員可咨詢供貨廠家，了解解體步驟或請廠家協(xié)同完成檢修解體工作，并劃定專用場地，進行解體工作。解體的部件需要按裝配關(guān)系有序擺放，進行清理檢查。清除一切粘附在部件表面上的油污、灰塵等雜質(zhì)。生銹的零部件要選擇正確的方法進行清洗和除銹，特別需要保護好閥桿、閥盤等密封面。檢查各個密封面，清理后密封面應保證平整光滑。

如果必要，檢修人員可將調(diào)壓閥液壓缸組件完全分解，對密封等易損件進行檢查。

4.2 主要零部件檢修

檢修過程中，檢修人員需要對下列情況特別關(guān)注。

(1)閥體內(nèi)壁和閥盤接觸的密封面容易受水流中雜質(zhì)腐蝕和沖蝕。

(2)閥桿不得變形彎曲，閥桿上部密封盒中密封材料需要及時更換。

(3)調(diào)壓閥液壓油缸活塞桿與閥桿連接部位螺紋的腐蝕程度。

(4)閥體、閥座、進水法蘭及出水法蘭密封面的損傷程度及“O”形密封圈老化、開裂程度。

(5)調(diào)壓閥液壓油缸內(nèi)部密封的老化、損壞程度。

此外，每次解體檢修，檢修人員都需要重新更換各部位的密封填料、法蘭墊圈、“O”形密封圈。如果硬密封受損情況不嚴重，可采用補焊或機加工等手段進行修復。

在檢修中發(fā)現(xiàn)的受損零部件，應根據(jù)其受到損傷的實際情況，通過合理分析，選擇正確的處理方案；如對受損零部件更新或者修復處理等。對于完全可以修理好的零件，在保證沒有影響性能的情況下盡量縮短修復時間，減少修復成本。對于損傷嚴重或修復后不能滿足其原有功能的零件應當進行更換，保證調(diào)壓閥的安全運行。

4.3 復裝

調(diào)壓閥進行復裝時宜根據(jù)解體記錄，參照解體的逆順序進行。

調(diào)壓閥液壓缸連接閥桿帶動閥盤運動，需要注意解體前所做的相對位置標記，確保復原其相對位置。閥桿及閥盤是調(diào)壓閥重要的部件，裝配時注意不得使閥桿變形彎曲；閥盤應對中，保證調(diào)壓閥運行時可以完全關(guān)閉。裝配后，保證調(diào)壓閥動作靈活，無卡頓現(xiàn)象。

密封件安裝時應注意：各部位密封的型號及規(guī)格應正確，且在合理的有效使用期內(nèi)。安裝時嚴格按照技術(shù)要求進行，不能劃傷密封。

4.4 控制系統(tǒng)中其他主要部件檢修

對系統(tǒng)中的其他主要設備，各水電站(廠)可以參照《中小水電機組調(diào)速系統(tǒng)運行及檢修規(guī)程》執(zhí)行操作，也可以根據(jù)實際情況增加必要的檢修項目。

4.5 檢修周期

大修間隔不宜少于4 a。

5 結(jié) 語

隨著生態(tài)環(huán)保意識的增強，在新建的水電站項目中，以閥代井的電站項目越來越多。調(diào)壓閥作為重要的電站調(diào)壓設備，其正常運行是電站安全運行的重中之重。為降低調(diào)壓閥的故障率，應根據(jù)電站的實際運行情況，合理安排調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)的運行維護及檢修工作計劃，并按照規(guī)范進行，統(tǒng)一管理工作。