吴擢簪
摘 要：通过分析了福建省尤溪县水东电站原调速器油压装置存在的问题，得出是由于压油泵启动时带负载启动、安全阀动作不可靠、逆止阀止漏效果差、油管路多、渗漏点多的原因，通过对油压装置技术改造，大大提高了机组及辅机运行稳定性、可靠性，有利保证了机组的安全运行。
关键词：安全阀 油压装置 卸荷 调节 插装式
中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0042-02
水东水电站位于福建省尤溪县境内，具有季调节能力。电站装有4台单机容量为20 MW的轴流转桨式发电机组，每台机有一套调速器油压装置。油压装置由压油罐、压油泵、安全阀、主油阀、集油槽等组成，油压装置的作用是为调速器提供操作、控制油源，保障调速器能安全、可靠操作导叶、桨叶。油压装置出现油压故障会影响导叶、桨叶的操作，大大影响机组的安全、稳定运行。原调速器油压装置采用弹簧式安全阀、逆止阀与压油泵出油阀合为一体，无空载延时装置。自投产以来，1～4号机运行中常出现调速器油压装置缺陷。
1 原调速器油压装置运行存在的问题
（1）弹簧式安全阀动作不可靠，校验安全阀动作值时，经常出现保证了安全阀开启值，却保证不了安全阀全开值，保证了安全阀全开值，开启值都在额定油压之内，压油泵未打到额定油压时，安全阀动作开始排油，大大影响了压油泵的打油效率。安全阀动作时噪音极大，影响现场人员的身心健康。
（2）压油泵一投入就带载运行，会造成压油泵电机过载，经常运行容易造成电机过载损坏。
（3）逆止阀与压油泵出油阀合为一体，逆止阀的阀芯动作声音过大，经常封不住油，造成压油罐油压下降过快，压油泵反转卸压，压油泵频繁自动启动打油，损耗厂用电。
（4）油管路多且振动冲击大、渗漏点多，检修不方便。
2 改造处理
鉴于上述情况，公司决定利用机组大、小修的机会对其调速器油压装置进行了改造试验。根据实际情况，经对比，选择了型号为ZHF-50/4.0型组合阀，液压系統原理图见图1。下面对此组合阀进行详细说明。
2.1 概述
水电站油压装置油泵需要频繁启动，若在原动机启动时就带上负载，则对液压系统及供电系统均产生不利影响。为了减少原动机启动电流，缩短启动时间，减少启动过程中的压力冲击，特设计该启动组合阀。该启动组合阀具有空载启动和安全阀功能，在工作过程中无振动冲击现象发生。采用该组合阀可以实现：（1）使油泵在启动期间处于卸荷状态，直至原动机达到稳定转速，才向压油罐供油。（2）当油泵出口压力超过允许值时，安全阀自动打开，来自油泵的压力油排入集油槽，使油泵出口压力不再升高。（3）当压油罐中压力超过设定值较多时，卸荷阀动作，可使油泵在空载下运转，防止油泵继续向压油罐供油，引起压力过高。
2.2 工作原理
该阀组采用插装式结构，油口P为进油口，接油泵出口。T为回油口，接集油槽。
（1）液控阀YV阀为控制用先导阀，其控制油液引自P口，调节其偏置弹簧的预紧力，可调节其工作时的压力设定值（一般小于5 bar），PV为卸荷阀，调节其偏置弹簧的预紧力，可设定系统的最高工作压力。
（2）在油泵启动初期，原动机转速尚低，流量不大，P口处未建立起压力，液控阀YV处于原始位置，此时溢流插装单元CV1的控制腔X的油液经YV阀回油箱，CV1单元处于开启状态，在此状态下，油泵输出油液全部流经CV1单元回油箱，油泵卸荷，P口处的压力由CV1单元的开启度及油泵流量等因素决定（一般小于5 bar）。
（3）随着原动机的加速，油泵输出流量不断增加，P口处压力也随之升高，到原动机接近额定转速时，油泵输出流量接近最大，此时，P口处压力为最高卸荷压力，它应稍高于液控阀YV的设定动作压力值（可以调节YV阀的偏置弹簧预紧力与之相适应），于是YV阀动作，切换插装单元CV1的控制油路，使X腔与P口相通，CV1在控制腔压力及弹簧力的作用下经延时关闭，于是P口建立起压力，克服系统单向阀处的反向压力，将单向阀打开，油泵即向压油罐供油，进入正常工作状态。进入正常工作状态后，CV1便在先导阀PV的控制作用下处于限压工况。若油泵出口压力大于PV阀预先设定值时，PV阀开始打开，此时，P口处就有一股油液流经节流孔Y和PV阀，最后流入回油箱，P口处压力超过PV阀的设定值越多，PV阀的开启口就越大，通过的流量也就越大；而一旦节流孔Y有油液流过，就会在节流孔两端形成压力差，且流量越大压差就越大，这样就使得P口处压力大于X腔的压力，因此CV1插装单元在两端压力差的作用下打开，将油泵出口与回油箱接通，使油泵出口压力不再升高；若压油罐压力过高，则油泵将被卸载，使油泵在空载下运行，不再向压油罐供油。
（4）当油泵停止运转时，由于反向压力的作用，单向阀在其控制腔压力和弹簧力的作用下关闭，防止压油罐中压力油流向油泵。
2.3 调试
（1）打开阀组至压油罐间的截止阀。（2）将压力油罐内的压力降至工作压力的下限。（3）启动油泵，观察压力油罐内的压力变化。（4）调节PV阀的调节螺杆，直至压油罐内压力升至最高安全压力（一般为116%额定压力）而不再上升为止后，锁紧螺母。注：阀组开始排油压力应大于正常停泵压力0.1 MPa以上。（5）停泵后，重新启动油泵，验证调定压力。（6）若调定压力准确，则调试完毕；反之，进行重新调整。
3 结语
通过调速器油压装置改造，把逆止阀、安全阀、空载延时阀组合在一起，减少油管路和渗漏点，安全阀调试方便且动作可靠，压油泵一投入就空载运行，保障了压油泵电动机的无过载，逆止阀止漏效果好，油管路无振动冲击。在班组人员少的情况下，大大减少检修维护工作量，经过长期稳定运行，全厂每年的油压装置缺陷数量从原先的13次下降到2次，充分肯定了改造后的调速器油压装置品质优良。紧接着也按照此改造方案对水东电站主阀油压装置、雍口电站的调速器油压装置、过速限制器油压装置进行改造。
参考文献
[1]郭磊.水电站调速器油压系统改造方案研究[J].南昌工程学院学报，2014（6）：34-37.
[2]潘熙和，贾宝良，吴应文.我国水轮机调速技术最新进展与展望[J].长江科学院院报，2007（5）：79-83.
[3]顾丹峰，尹健.我国水轮机控制技术现状认识[J].云南水力发电，2009（1）：72-78.
