新疆某电站事故配压阀及蝶阀联合动作的应用及技术改进

李祥波（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆乌鲁木齐830000）



新疆某电站事故配压阀及蝶阀联合动作的应用及技术改进

李祥波
（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆乌鲁木齐830000）

摘要：通过对新疆某电站事故配压阀及蝶阀动作的介绍，提出了纯机械过速保护装置用于中小型水电站调速器事故配压阀及蝶阀联合动作应注意的问题，并提出了技术改进的方法。

关键词：调速器；事故配压阀；纯机械过速保护装置；蝶阀

1概述

新疆某电站工程位于新疆特克斯县境内的特克斯河一级支流库克苏河上，是该流域水力发电规划报告“三库六级”中的第六个梯级水电站，采用引水式开发，电站工程建设的主要任务是发电，电站总装机容量38 MW，装设1台单机容量24 MW和2台单机容量7 MW（8 MW长期运行）的混流式水轮发电机组，分别对应采用了GYT-20000型和GYT-5000型高油压水轮机调速器；进水阀门采用重锤式水轮机进水蝶阀。

2调速器事故配压阀及蝶阀联合动作技术的来源

机械过速保护装置适用于水轮发电机组的转速保护，它可以在完全没有电源的情况下正常工作，使机组在过速的危险状态下实现事故停机。当水轮发电机组转速超过额定转速，且转速在上升过程中出现以下2种运行状态时，机械过速保护装置启动。

（1）调速系统故障，同时调速器紧急停机回路也发生故障；

（2）过速保护系统失去操作电源。

尽管这些极端情况发生概率很低，但机械过速保护装置确实可以在出现灾难之前使得机组停下来，避免灾难的出现。它是机组转速的最后一道保护装置。通过执行机构，如：事故配压阀、重锤关机装置、调速器紧急停机阀等来实施快速的关机。目前国内包括三峡水电站在内的数百家水电站都使用了机械过速保护装置，应用已得到普及。

图1　事故配压阀及蝶阀控制原理图

3新疆某电站调速器事故配压阀及蝶阀控制联合动作部分技术方案简介

图1是截取的部分调速器事故配压阀及蝶阀控制装置原理图。

在机械过速保护装置未动作时，对于调速器事故配压阀：当电磁阀1动作后，液控阀1和液控阀2的控制油接通回油管路，液控阀1和液控阀2同时动作，来自调速器控制部分开和关的液压油路全部切断，不论调速器本身处于任何工作状况，调速器压力油经过液控阀2进入接力器使接力器关闭，同时接力器的回油经过液控阀1进入调速器油箱，调速器事故配压阀实现事故停机功能。对于蝶阀控制装置，电磁阀2先动作，蝶阀锁锭液压缸动作，锁锭退出，在锁锭完全退出时行程阀动作，由于行程阀进出油口两端都是等压液压油，因此液控阀3依旧保持图1中状态，在电磁阀3动作后，插装阀的控制油接通回油管路，插装阀动作，重锤使蝶阀关闭。

在机械过速保护装置动作后，对于调速器事故配压阀：若电磁阀1未动作，液控阀1和液控阀2的控制油接通回油管路，液控阀1和液控阀2同时动作，来自调速器控制部分开和关的液压油路全部切断，不论调速器本身处于任何工作状况，调速器压力油经过液控阀2进入接力器使接力器关闭，同时接力器的回油经过液控阀1进入调速器油箱，调速器事故配压阀实现事故停机功能。对于蝶阀控制装置，若电磁阀2未动作，锁锭液压缸在弹簧力的作用下使蝶阀锁锭退出，在锁锭完全退出时，行程阀动作，使蓄能器的压力油和液控阀3的控制压力油经过行程阀接通回油管路，液控阀3动作后，若电磁阀3未动作，插装阀的控制油经过液控阀3接通回油管路，插装阀动作，重锤使蝶阀关闭。

4运用中存在的问题

在新疆某电站的运行过程中，验证了调速器事故配压阀及蝶阀控制联合动作技术实施的效果，在机械过速保护装置动作后，调速器事故配压阀和蝶阀控制装置都有不同程度的动作延时，而用电动分别控制调速器事故配压阀和蝶阀控制装置时，却没有动作延迟。

5技术改进及探讨

根据电站运用中的现象，电磁阀1动作时调速器事故配压阀动作未延时，电磁阀3动作时蝶阀关闭动作未延时，可初步判断机械过速保护装置至调速器事故配压阀及蝶阀控制装置间的液压油管路存在问题。另外，对系统原理图进行深入分析，当机械过速保护装置动作后，蝶阀控制装置的动作顺序是：锁锭完全退出→行程阀动作→液控阀3动作（蝶阀关闭），行程阀实现了锁锭完全退出后蝶阀才关闭；在锁锭的退出过程中且行程阀尚未动作时，蝶阀需保持原有状态，这是液控阀3通过蓄能器提供压力实现的。在锁锭完全退出后，需将蓄能器及液控阀的控制端的压力油完全排除才能使蝶阀关闭，因此导致了蝶阀动作延时。

通过对电站现场机械过速保护装置进出油管路的勘测，现场由机械过速保护装置控制阀至调速器及蝶阀控制装置的油管路较长，当机械过速保护装置控制阀动作后液压油流经管道的沿层阻力较大，因此将机械过速保护装置至调速器事故配压阀及蝶阀控制装置的油管路内径增大，以减小管道的沿程阻力。管道改造后对调速器事故配压阀的动作及时性效果明显，对蝶阀动作的动作及时性也有改善。后续将对蝶阀控制装置的蓄能器进行改造，更换为更小容积的蓄能器，满足锁锭退出的过程中能使液控阀3的控制端保压即可。

6结语

调速器事故配压阀及蝶阀联合动作技术在新疆某电站的应用，实现了在危险状况下事故停机并关闭进水蝶阀，进一步提高了电站运行的自动化程度，为“少人值守、无人值班”提供了安全保障。调速器事故配压阀及蝶阀联合动作技术在实际运用中出现的问题及技术改进方法，为其他水电站机组的类似情况提供了现实参考依据。

参考文献：

[1]贾宝良，郭建业.关于高油压调速器技术的研究与应用[J].水力发电，2003（9）.

[2]郭建业.高油压水轮机调速器技术及应用[M].武汉：长江出版社，2007.

作者简介：李祥波（1979-），男，高级工程师，从事水电站机电及金属结构的建设和运行管理工作。

收稿日期：2015-11-19

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.018

中图分类号：TV734.1

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2016）03-0061-02