CCS水电站液压启闭机安装及调试

杨赵武

（中国水利水电第十四工程局，云南昆明650051）

CCS水电站液压启闭机安装及调试

杨赵武

（中国水利水电第十四工程局，云南昆明650051）

CCS水电站位于南美洲厄瓜多尔共和国Napo省和Sucumbios交界处，电站布置有多套液压启闭机控制系统，涉及不同形式的闸门，涵盖了多种控制类型。本文对CCS水电站中的液压启闭机安装和调试情况进行了简单介绍。

CCS水电站；液压启闭机；安装；调试

CCS水电站位于南美洲厄瓜多尔共和国Napo省和Sucumbios交界处，电站为引水式电站，电站共安装有8台187.5 MW冲击式水轮发电机组，总装机容量1 500 MW，是一项高水头、长隧道、引水式水电站工程。工程有首部水利枢纽、引水隧洞、调节水库、引水压力钢管道及地下厂房等部分组成。工程主要任务为发电，兼具有防汛功能。整个工程配有多套液压启闭机系统，所配液压启闭机包括多种闸门类型，涵盖多种控制方式。

1　液压启闭机布置情况

首部枢纽有面板堆石坝、溢流坝、沉砂池取水口及沉砂池组成。首部枢纽溢流坝冲沙道设有1套弧门冲沙闸工作闸门液压启闭机，按1站1门配置；设有2套平门冲沙闸工作闸门液压启闭机，按1站1门配置。首部枢纽沉砂池取水口设有16孔沉沙池取水口工作闸门，按1站4门配置，配有16套液压油缸、4套液压泵站及4套现地电气控制单元；生态取水口设有1套液压启闭机，按1站1门配置。沉砂池出口设有8孔出水口检修门，按1站2门配置，配有16套液压油缸、4套液压泵站及4套现地电气控制单元。首部枢纽侧堰设有2套翻板门，按1站2门配置，配有4套液压油缸、1个液压泵站、1套现地电气控制单元。

调节水库压力钢管取水口设有2套工作平门，按1站2门配置，配有2套液压油缸、1套液压泵站、1套现地电气控制单元。调节水库放空洞工作弧门设有1套液压启闭机，按1站1门配置，配有1套液压油缸、1套液压泵站、1套现地电气控制单元。调节水库放空洞检修闸门设有1套液压启闭机，按1站1门配置，配有1套液压油缸、1套液压泵站、1套现地电气控制单元。调节水库输水隧洞出口闸门设有1套液压启闭机，按1站1门配置，配有2套液压油缸、1套液压泵站、1套现地电气控制单元。主厂房尾水洞出口设有2套检修闸门，按1站2门配置，配有4套液压油缸、1个液压泵站、1套现地电气控制单元。

2　液压启闭机概述

CCS电站采用液压启闭机是一种集机、电、液、仪为一体的新型启闭设备。以液压缸为主体，PLC进行控制，油泵、电动机、油箱、滤油器、液压控制阀及各种检测仪表组成的总成。工作原理是以电机为动力源，电机带动油泵输出压力油，通过油路集成块等元件驱动活塞杆来控制闸门的启闭。通过接通电动机的电源，控制不同的电磁阀，即可使活塞杆往复运动。液压控制阀组是由溢流阀、调速阀、单向阀等阀组组成，可根据启闭机的工作特点设计不同油路形成的组合阀满足其工况要求。活塞杆的伸缩由驱动不同的电磁阀控制，具有动作灵活，行程控制准确，过载保护等性能。当运行受阻时，油路中压力增高到调定的限额，溢流阀迅速而准确地溢流，实行过载保护，保护相关设备。

3　液压启闭机安装

3.1安装准则

（1）设备安装严格按图纸、“安装、操作和维护说明书”以及“水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范”（DL/T5019）等执行。

（2）熟悉图纸及安装相关工艺流程，制定作业指导计划和安全保障措施。

（3）安装前应对设备及仪表进行全面检查，确认无损伤及其它不正常情况。

（4）工地现场安装前，必须将脏物、锈斑、砂粒、细屑等除尽。液压系统及油缸等所有液压部件必须冲洗干净。清洁用布必须是不起毛的织物或专用纸。

3.2液压油缸安装

在油缸与管道连接之前，必须得到仔细的清洁。在这个过程中，油缸不得与管路连接。使用一个带滤网密度为5 μm的过滤器来向液压系统加入工作介质。管路必须清洗，以使油的清洁度达到标准要求。清洗回路应装有过滤度为10 μm的过滤器。清洁度达到要求以后，油缸方可与管路连接。

液压启闭机的安装位置与连接尺寸应符合其安装布置图及有关技术文件的要求。在油缸安装之前，现场对实际位置与连接尺寸加以仔细的复查，以避免产生额外的装拆工作量。

如果油缸本身无适当的起重吊耳，应使用粗吊索来起吊它。如果油缸带吊耳，在安装过程中应尽可能地利用它，并配用额定负载的吊钩。吊装捆扎应加防护垫层，以免损伤外表油漆。吊装时，应事先将活塞杆吊头予以固定，以防活塞杆外伸。严禁在油缸有杆腔没有充满液压油时拆除活塞杆固定装置。在安装的全过程中，不允许脏物进入液压系统。因此，管接头应盖紧并密封。吊装必须小心，以避免损伤活塞杆及其表面镀层。

油缸的安装应不产生附加的应力。例如：应使导向装置不经受额外的变形。因为它会使导向装置的寿命缩短。对于一个拉力油缸来说，要保证在活塞杆上不产生任何推力的情况。管路、软管与油缸的连接也应无张力。它们应由高质量的管接头与油缸连接。高压软管安装时不得有扭转及过度的弯曲现象。油缸的排气阀或油缸根部的管接头（当无排气阀时）应尽量安装在油缸的朝上方向。这样，便于排尽油缸内部的空气。

3.3液压泵站安装

泵站按照图纸要求定位后采用膨胀螺栓固定。泵站上设有专用吊耳供起吊安装用。液压泵站、控制阀组在出厂时已经清洗干净，但考虑到运输、存放或试运行过程中可能有新的污染物进入油箱，所以在正式运行前需要重新清洗油箱。当站外管路冲洗合格后才能接入液压系统。

3.4液压管路安装

3.4.1管路制作

管道的敷设排列和走向应整齐一致，层次分明，尽量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度应≤2/1000，垂直管道的不平行度应≤2/400，用水平仪检测。一列平行布置的管道，各管道之间的平行度允差2/1000。平行或交叉的管道之间应有10 mm以上的空隙。弯曲的管子在起弯点附近设支架和管夹，管道不得与支架或管夹直接焊接。

管道连接时不得用强力对正、加热、加偏心垫等方法来消除对接端面的间隙、偏差、错口或不同心等缺陷。管路应无内应力的布置和紧固。高压软管安装后不得有相对扭转。软管在装入系统之前，也应将内腔及接头清洗干净，软管安装尽量保证其平直，不允许有较大的弯曲。管子安装间断期间，各管口应严格密封。管路系统安装时，不得有沙子、氧化铁皮、铁屑等污物进入管道。

3.4.2管路装配

应该在洁净的条件下装配管路，以免液压系统的任何早期污染。在装配过程中，管道的各种管接头和装置接口必须保持封堵，只有在实际的连接马上要完成时才可去除堵头与封帽。管路在接上之前，应该是干净的。必须检查并去除管接头及连接表面的污迹，清洁度不能完全依赖于装配后的系统冲洗。

一旦管路的走向布置确定，现场工作的第一阶段为安装支承构件和管夹。必须记住，冲击与振动会引起液压系统剧烈的损坏。振动有时会由液压系统本身产生（如：液压电磁阀换向时产生的冲击等）。对于管路来说，正确地选择钢管的支承和管夹，可以减少冲击和振动的作用。管夹与稳固的基础或刚性结构相连接，是减少振动引起损坏的最好方法。带橡胶垫的管夹、软管及膨胀接头可使振动得到减弱。

管夹的间距按设计规定执行，一般间隔约为2～2.5 m。管夹用膨胀螺栓将其固定在混凝土基础上。在安装过程中，不应使管路承受任何额外的应力是很重要的。不经校直的管子应重新校直或重制，否则不能被安装。过长的直线管路必须考虑热胀冷缩，软管或膨胀接头应得到采用，也可在安装管路时设置一段弯管。为了便于装拆，接头与法兰的位置应互相错开，与相邻管道也应按规定的相隔间距来安装。

3.4.3管路冲洗

在安装带有很多管路的大型液压系统时，脏物和其它污染物可能不留意地进入管路和其它设备项目之中。要找出这些可能性，并且对于这样的系统，必须冲洗出所有的污染物，以便在运行和设备寿命方面不会产生负面的影响。冲洗过程的机理是用液压油在系统中高速度循环，并使快速流动的液体带走脏物至一个分离的过滤回路，使它们能最终被去除。冲洗的强度与时间取决于系统的原始情况与系统对管道的清洁度要求。

冲洗装置由油泵、油滤、油箱及必需的接头组成。对于较大型液压系统，应采用标准冲洗泵站进行冲洗。油泵必须与可调式压力溢流阀安装在一起。必须设定一个压力，以确保油泵的全流量能通过被冲洗的零件。油箱容量至少为三倍油泵每分钟流量，它的容量也至少应该等于被冲洗设备的容量。

冲洗的速率标准：高压管道≥5 m/s，低压管道≥3 m/s。冲洗压力：开始为0.3～0.5 MPa，冲洗2 h后，调高压力到1.5～2 MPa，继续冲洗15～30 min，然后再以低压冲洗。循环冲洗时间不小于72 h，在此过程，可以改变冲洗方向、轻轻敲打和管子以此来提高冲洗的效率。

所采用的冲洗介质型号必须与最终用于系统运行的液压油及用于液压系统中的其他材料相兼容；特别要与密封件的材料相兼容。通常，与正常运行使用的工作液体相同规格的介质可被用作冲洗液，但是一种含有附加添加剂的，且粘度更低的冲洗介质，会使系统的冲洗更快并且更经济。

3.4.4管路试压

在完成管路冲洗之后，确保所有的管路及其附件安装完毕，所有用于管路接头密封的密封圈均已安装完毕，管路接头螺母均已紧固，不得有任何的扭曲和变形。在以上都准备完成后使用液压泵站对管道进行10 min耐压试验，试验压力1.5倍工作压力，试验不允许有渗漏现象。

4　调试与试运行

液压启闭机安装后应分别进行空载动作试验、带闸门（无水）联动试运行和正式试运行。

4.1调试必须具备的条件

液压启闭机的油缸、泵站和管路已经按照设计图纸和说明书的要求完成了安装工作。液压启闭机的电控系统已经按照设计图纸和说明书的要求完成了安装工作和模拟动作试验。

液压系统中的压力表、压力控制器、各电磁阀控制电磁铁、开度仪及行程开关等装置已经校验并合格。电气接点整定值正确，各截止阀及球阀开关位置无误。通过滤油机或注油滤油器向油箱充油至最高液面位置。油泵在第一次动作前必须通过油泵注油口注入液压油，以排出油泵内空气。

4.2空载动作试验

液压启闭机在空载动作试验时不能带任何负载，液压启闭机油缸必须在注满油后才能拆除油缸活塞杆头的临时固定装置。

首次短暂启动，应确保电机的转动方向必须与油泵所要求的方向相一致，若电机转向错误则应调整电机的电源接线相序。

先用0.5～1.0 MPa的低压来驱动已经过排气的液压缸，作全行程空载往复动作3次，排除液压系统中的空气和确认阀组动作正确。活塞杆的往复运动应无爬行现象。由于在活塞外伸运动时，系统向液压缸注油，此时应及时向油箱补油，确保液压泵站油量充足，以防止油箱吸空。

液压启闭机排气试调阶段活塞杆伸出方向不能有任何障碍物，以防活塞杆擦伤造成严重后果，及时检查并处理现场管路漏油。

4.3带闸门（无水）联动试验

将液压缸吊头与闸门吊耳（或拉杆）相连接。液压缸吊头轴孔、吊轴支承面及滑动轴承等应加注润滑脂（自润滑轴承除外）。

对液压系统中的压力阀、压力控制器等装置按设计要求进行设定。按设计规定的每一个功能动作，作全行程试运行，先手动分步操作并达到设计要求，再程序自动操作并达到设计要求。

试运行过程中，对闸门行程检测装置的接点动作位置进行调整，使之符合设计要求。

5　常见调试故障分析及处理

（1）双缸液压启闭机，启门时，一缸动作，一缸不动，偏差超正常范围，系统被迫停机。

原因：调速阀中的各单向阀、单向节流阀发生卡阻现象，不能正常打开。

处理：首先将闸门落至底坎，可纯手动操作（自动操作已失效），即手动启动软启动器，电机启动，此时PLC内程序不执行任何指令，电机处于空载运行状态；其次手动操作闭门按钮，打开电磁阀，手动执行落门动作，直至闸门全关至零位。拆洗调速阀及单向阀，回装后启门正常。

（2）双缸液压启闭机，闸门全关后，一侧油缸行程已至零位，另一侧还有局部开度。

原因：纠偏不灵或瞬间失效。

处理：将闸门重新提起小开度后再落。

（3）双缸液压启闭机，左右缸下腔压差大，某一缸下腔的压力值已达到系统低压报警值，但此时闸门并不存在较大不同步。

原因：由于负载的变化，使作用在某一缸上的力较大，而另一缸的力较小，油缸下腔压力瞬时达到低压报警值。

处理：在保证设备正常运行的前提下重新调整压力继电器动作值，根据现场实际分别整定各闸门的低压报警值，保证两缸同步。

（4）油缸下滑

原因：液控单向阀阀心上的密封圈损坏。

处理：闸门在全关位时拆除液控单向阀阀心，更换密封圈。

6　结束语

从CCS水电站的液压启闭机安装调试过程中遇到故障分析可以看出，严格按照液压系统安装规程进行液压系统安装和操作，不仅有利于设备调试和运行，而且有利于保证设备良好的运行状态，为液压系统的长期运行稳定运行奠定良好的基础。

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1672-5387（2016）09-0037-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.013

2016-04-15

杨赵武（1989-），男，助理工程师，从事水电站电气设备的电气试验及调试工作。