插装阀式事故配压阀在天生桥水电厂的应用

广西水利水 电 G U A NG X I WA T E RR E S O U R C E S H Y D R O P O WE RE N G I N E E R I N G 2 0 1 3 1 机电技术 插装阀式事故配压阀在天生桥水电厂的应用 朱春成 姚政 天生桥一级电厂 贵州兴义5 6 2 4 0 0 摘要 针对天生桥一级水电厂原有滑阀式事故配压阀存在滑塞卡阻 失灵的问题 技改采用动作灵敏 可靠性高的 插装阀式事故配压阀 对插装阀式事故配压阀的工作原理 特点进行分析介绍 并总结了在天生桥一级水电厂实际 运用效果及运行经验 为今后大型水电站事故配压阀的改造提供借鉴 关键词 事故配压阀 滑阀式 插装阀式 应用 中图分类号J T V 7 3 4 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 2 0 1 3 0 1 0 0 7 6 0 3 1 概 述 天生桥一级水电厂装有 4台混流式水轮发电机 组 单机容量 3 0 0 MW 电站仅设 有进水 口事故 闸 门 没有主阀 即蝶 阀 机组过速时事故 闸门快速 切断水流以保护发 电机组安全 但事故情况下进水 口事故 闸门关 闭造成 的惯性效应对水 轮发电机组 及水工建筑物的安全产生严重威胁 此时事故配压 阀的作用就显得尤为重要 然而 天生桥一级水电 厂原有滑阀式事故配压阀存在滑塞卡阻 失灵等问 题 不能保证在事故情况下可靠动作 为此 2 0 1 2 年对 4 台机组事故配压阀进行了全面改造 采用插 装 阀式 事故配压 阀替换原有滑 阀式事故配 压阀 本文就插装阀式事故配压 阀与原有事故配压 阀进 行了比较分析 并就插装 阀式事故配压 阀在天一电 厂的运行应用进行 了介绍和总结 1 事故 配压阀的作 用 事故配压 阀主要应用于机组 的过速保护 中 当 机组转速过高 主配压 阀活塞拒动 调速器关闭导 水机构操作失灵时 事故配压阀动作切断主配压 阀 与接力器的联系 而直接将压力油从油压装置接人 接力器 使接力器迅速关闭 实现机组 紧急停机 缩 短机组过速时间 减少进水 口事故 闸门的动作次数 从而保护机组及水工建筑物的安全 2 滑阀式事故配压阀存在的问题 天生桥一级水 电厂原有事故配压 阀采用滑 阀 式 由于事故配压阀动作频次低 长期低动作量容 易产生液压卡阻而使滑塞动作失灵 再者 由于通 径较大 1 5 0 mm 对滑塞 阀套 的同轴度 椭 圆 度 配合间隙等加工工艺都有很高的要 求 事故配 压 阀不可避免存在较大 的内漏 从而造成调速系统 的零点漂移 2 0 0 9 年 1 机组运行 中接力器锁锭下 腔供油管漏 油 1 2 滴 rai n 为防止导叶误开启 维 护过程中临时投入 1 机组事故配压 阀 在该项 工 作结束后 复归事故配压阀时 配压阀伸缩杆在 1 c m左右范 围内间歇性抽动 无法复 归 检查后发现 是由于事故配压 阀内发生卡阻所致 3 插装 阀的 工作原理及 特点 3 1 工作原 理 插装 阀是二通 阀组结构 见图 1 插装 阀组件 由阀芯 阀套 弹簧和密封 圈组成 根据用途不同 分为方 向阀组件 压力 阀组件和流量 阀组件 同一 通径的 3 种组件安装尺寸相同 但阀芯的结构形式 和阀套座直径不同 3 种组件均有两个主油 口A和 B 一个控制口X 实际 作时 阀芯的受力状况是通 过油 口X 的通油方式控制的 x 通回油箱 阀口开启 x 与进油口相通 阀口关闭 图 1 所示 油 口A B X的压力分别 为 p A p B p x 作用面积分别为 A A A B A x 阀芯上端复位弹簧 力为F t 当p x A x F t p A A A p B A B 时阀口关闭 当 收稿 日 期 2 0 1 2 1 1 2 0 作者简介 朱春成 1 9 8 7 一 男 黑龙江海伦人 天生桥一级电厂助理工程 师 学 士 从事水 电站运行管理工作 7 6 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 3 1 寓 蕾 e a 方向阀组件 b 压力阀组件 c 流量阀组件 I 一 阀套 2 一 密 封 件 3 阀芯 4 一 弹 簧 5 一 盖 板 6 一 阻尼 孔 7 阀芯行 程 调 节杆 图 1 插装 阀结构 图 p x A x F t p A A A p B A B时阀口开启 3 2 特 点 1 阀芯为锥 阀 密封性能好 且动作灵敏 2 通流能力大 抗污染 3 一阀多用 易组成各式系统 结构紧凑 4 特别对大流量及非矿物油介质 的场合 优 点更为突出 正是 由于插装阀的以上几个特点 近年来研究 人员才逐步将插装 阀引入大型水轮机控制中来 并 取得了较大的成功 4 插 装 阀式事故 配压 阀工作原理及 特 点 4 1工 作原 理 插装阀式事故配压阀如图2 所示 插装 阀C 1 C 2为一组 C 3 c 4 为一组 它们 的启 闭状态 由电磁 液控阀 D V 2 控制 正常 丁作情况下 液控阀 D V 3 在 压力油作用下处于左边工作位 C 1 C 2 控制腔通回 油处于开启状态 由主配控制接力器的开关 C 3 C 4 控制腔通压力油处于关 闭状态 切断来 自压力罐 的 操作油 也就是说在正常运行 时事故配压 阀仅作为 主配压阀连接导叶接力器的通路 并不参与控制 来 自 f 压 力油 I D N 1 5 0 图2 插装 阀式事故配压阀 速器 关I N 5 0 速器开 c N 1 5 0 事故配压阀动作时分为以下两种情况 1 电信号控制 电磁液控阀D V 2 电磁铁带 电 液控阀D V 3 在弹簧力的作用下处于右位T作 此 时 C 1 C 2 控制腔通压力油处于关闭状态 切断来 自 主配压 阀的操作油 C 3 C 4 控制腔通 回油处于开启 状态 来 自压力罐 的操作油能进人接力器的关 腔 使接力器关闭 2 图拉博过速装置控制 机组过速 图拉博油 口为压力油 液控 阀D V 3 在弹簧力的作用下处于右 位工作 此时 C 1 C 2 控制腔通压力油处于关 闭状 态 切断来 自主配压阀的操作油 C 3 C 4 控制腔通回 油处 于开启状态 来 自压力罐的操作油能进入接力 器的关腔 使接力器关闭 4 2 特点 4 2 1 动作可靠性高 天生桥一级水 电厂原有事故配压 阀采用滑 阀 式结构 然而滑阀本身就对油质要求较高 其本身 就存在发生卡阻的隐患 而事故配压阀事由几个滑 阀组成 的一套 阀组 这一问题就成为了事故配压阀 可靠动作的巨大障碍 事故配压阀的液压卡阻成为 了运行中常见的故障 而插装阀本身对油质要求 就较低且通流量大 可 以避免 阀芯发生卡阻 极大 地提高了动作 的可靠性 4 2 2 结构简单 原有事故配压 阀设计结构复杂 阀芯 阀体等 部件加工 工艺要求很 高 检修 困难 成 本也很高 而插 装阀本身就具有 以简单 的单体结构实现复杂 的逻辑 的巨大优势 插装阀式事故配压阀就是 由4 个简单 的插装 阀实现的控制逻辑 而且插装阀的阀 芯与阀体 只具有一个研磨面 4 个插装阀之间互不 影响 加工精度要求较低 且结构简单 成本也有所 降低 4 2 3 内漏量小 据统计通径为 2 0 0 mlT l 的滑阀式事故配压阀内 漏量大概 为 1 0 0 m l mi n 而事故配压 阀内漏所产生 的直接后果是主配零点漂移 造成调速器调节精度 降低 天生桥一级水 电厂原有事故配压 阀运行中就 曾由于内漏量过 大多次造成 主配 向关方 向零位漂 移 导致机组有功率 自动下滑 当下 溜负荷超过调 速器死区整定值后 调速器 自动调整机组有功功率 至监控 给定值 运行 中表现为机组有功功率以 正 常值一缓降一快速至增长值 周期性规律调整 该 事故配压阀成为影响电厂调速器系统调节不稳定 调节精 度下降的主要诱 因 改造后 的插装 阀式事 7 7 朱春成 姚政 插装阀式事故配压阀在天生桥水电厂的应用 故配压阀因为每个插装 阀只有一个研磨面 只要研 磨 面研磨精度达到标准要求 内漏量就会非常小 甚至几乎不漏油 天生桥一级水电厂事故配压阀通 径为 1 5 0 m m实验表明其 内漏 量小于 1 5 ml m i n 运 行 1 年来 4台机组均未发生主配零点漂移现象 调 速器调节稳定性有 了较大提升 5 效 果 天生桥一级水电厂 2 0 1 2 年初对事故配压 阀改 造后 运行 1 年调速系统调节精度及稳定性均很大 程度上得到改善 主配零点漂移 事故配压阀卡阻 动作后无法复归等故障现象均没有再次发生 插 装阀式事故配压阀在天生桥一级水 电厂3 0 0 MW水 轮机组的成功应用也为行业 内6 0 0 M W 7 0 0 MW等 大型机组提供了改造经验 在今后大 中型机组改 造 或建设 中插装 阀式 事故 配压 阀可 以作 为优 先 方 案 而至于小 型机组则有 待于进一步 的研 究和 改进 参考文献 1 G B T 9 6 5 2 2 2 0 0 7 水轮机控制系统试验 s 2 1 G B T 1 1 8 0 5 2 0 0 8 水轮发 电机组 自动化元件 装置 及 其系统基本技术条件 s 责任编辑 周群 App l i c a t i o n o f di ffe r e nt i a l v a l v e t y pe a c c i de nt pr e s s ur e di s t r i b ut i ng v a l v e a t Ti a ns he ng q i a o 1 s t c a s c a de Hy dr o po we r Pl a nt ZHU Ch un c he n g YAO Zh e n g f T i a n S h e n g Q i a o I H y d r o p o w e r P l a n t X i n g y i 5 6 2 4 0 0 C h i n a A b s t r a c t A t T i a n S h e n g Q i a o I Hy d r o p o w e r P l a n t t h e o r i g i n a l s l i d i n g t y p e a c c i d e n t p r e s s u r e d i s t r i b u t i n g v a l v e s h a d t h e D r 0 b l e ms 0 f g e t t i n g s t u c k o r b e i n g o u t o f wo r k S O t h e y a r e r e p l a c e d b y d i f f e r e n t i a l v a l v e t y p e a c c i d e n t p r e s s u r e d i s t r i b u t i n g v a l v e wi t h mo r e s e ns i t i v e a c t i o n a n d hi g h e r r e l i a b i l i t y Ana l y s i s a n d i nt r o d u c t i o n wa s ma d e o n t he wo r k i n g p r i n c i p 1 e a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f d i ff e r e n t i a l v a l v e t y p e a c c i d e n t p r e s s u r e d i s t r i b u t i n g v a l v e T h e a u t h o r s a l s o s u mma r i z e t h e o D e r a t i o n e f f e c t a n d e x p e r i e n c e a i mi n g t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r u pg r a de o f a c c i de n t p r e s s u r e di s t r i b u t i n g v a l v e a t l a r g e s c a l e h y d r o p o we r p l a n t Ke y wo r ds Ac c i de n t p r e s s ur e d i s t r i b u t i ng v a l v e s l i d i n g v a l v e t y p e d i f f e r e n t i a l v a l v e t y p e a pp l i c a t i o n 上接 第 7 2 页 App l i c a t i o n o f mul t i p l e he a d s ma l l di a me t e r de e p a g i t a t i ng s t a k e t e c h ni q ue i n s e e p a g e c ut o ff o f Li a n g s hu i t a ng Re s e r v o i r 0U Zh e n f Y u l i n Wa t e r a n d P o w e r I n v e s t i g a t i o n D e s i g n I n s t i t u t e Y u l i n 5 3 7 0 0 0 C h i n a Abs t r a c t An i ns