一种防止压力油罐安全阀动作的改造

2018-12-21 01:37温佩佩刘旭阳
水电站机电技术 2018年12期
关键词:河湾调速器油罐

李 勇,张 帆,温佩佩,刘旭阳,张 甜

(河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北 石家庄 050300)

0 引言

河北张河湾抽水蓄能电站(以下简称“张河湾电站”)位于河北省石家庄市井陉县境内,距石家庄市直线距离53 km,公路里程77 km,靠近负荷中心。电站装机容量为100万kW,安装4台25万kW单级混流可逆式水泵水轮发电机组,以单回500 kV线路接入廉州500 kV变电站,在电网中担负调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务。

1 改造背景

张河湾电站调速器油压系统由3台螺杆泵及各种功能电磁阀组成,安装在集油箱上,工作压力6.4 MPa,互为主备用。油泵进口设置过滤器,出口设置空载阀、卸载阀和安全阀组。3台泵出口接入调速器压力油主供油管,向压力油罐和接力器等设备供油。油罐压力低于6.1 MPa,油泵处于负载运行状态,向压力油罐及操作油管路中供油;油罐压力高于6.4 MPa,油泵处于空载运行状态,调速器油泵将压力油打入集油箱中,油泵空负载转换由相应油泵的空负载转换电磁阀控制。由于机组运行过程中,随着水头的变化,机组导叶开度随之变化,油泵经常处于空负载转换过程中,电磁阀线圈易损坏且预防较困难。

随着抽水蓄能电站机组大负荷运行以后,机组运行小时数明显增多,随着水头的变化,机组导叶开度随之变化,油泵经常处于空负载转换过程中,张河湾电厂及系统内多家单位均多次出现油泵空负载控制电磁阀,无法转空载故障,最终导致压力油罐安全阀动作,机组跳机缺陷。油泵安全阀动作声响恐怖、极具有安全隐患。张河湾公司针对油泵空负载控制电磁阀无法转空载故障,制定了针对性的措施:①水机层现地切除油泵;②自用盘断开3台油泵400 V开关。但是由于油压上升迅速,中控室距现地较远,无法到达既定地点,压力油罐安全阀已经动作。

值守期间,本人凌晨曾亲身经历过2次压力油罐安全阀动作情况,遂希望通过自身学习研究,彻底解决油泵无法转空载现象。图1即为油泵无法转空载前后油罐压力上升情况。

图1 油泵无法转空载前后油罐压力上升情况

2 项目策划分析

2.1 改造目的

(1)压力油罐安全阀为防止压力油罐油压持续升高的机械保护,此次改造采取装设自动监视控制压力油罐油压二次元件,减轻值守人员压力,达到油压系统安全稳定运行的目的。

(2)在保证原有油压系统控制柜功能不变的原则下,尽可能采取改动较小,硬布线的形式,避免油泵持续负载,导致压力油罐安全阀动作。

(3)改造后的系统运行更加可靠、现场工作环境更加安全、争取能够从源头上解决所有导致“压力油罐油压持续升高”的不安全因素。

2.2 控制回路梳理

图2 油压系统电磁阀控制图

图3 油压系统油泵空负载原理图

图4 调速器球阀油泵控制柜原理图

2.3 压力油罐油压持续上升原因分析

(1)油泵空负载控制电磁阀控制回路“熔断器”熔断,造成开路。

(2)油泵空负载控制电磁阀线圈烧毁,造成开路。

(3)油泵空负载控制电磁阀转负载过程中发生卡涩,停滞在负载位置。

3 改造方案及应用

针对上述原因分析,做出以下改造方案:

(1)为了解决上述3个原因,从源头上解决压力油罐油压持续上升问题,油压持续升高时,直接停油泵。

(2)在原有压力油罐测量油压的压力表处安装可调整的“压力开关”,设定压力开关动作值为6.7 MPa,当油罐压力达到6.7 MPa,压力开关常开节点闭合。

(3)在油压控制柜上安装DC220 V继电器,命名R119,电源取自本柜内DC220 V直流电流排,其常闭节点分别串入低液位停泵节点。

(4)压力开关常开节点串入继电器R119电源回路,只有当压力高于6.7 MPa时,该回路闭合,继电器励磁,其常闭节点断开,3台油泵电机均停止运行。

(5)油泵停止运转,安全阀未动作,现地进行排油泄压工作后,压力低于6.7 MPa后,继电器失磁,油泵均具备启动条件。

3.1 改造图及元器件

根据励磁变压器运行规律要求,同时考虑其运行可靠性及稳定性等因素,设计如下:

(1)改造原理图:

图5 新加压力开关及继电器R119作用原理图

图6 调速器球阀油泵控制柜改造原理图

(2)元器件配置(见表 1)

表1 压力油罐安全阀参数

3.2 主要步骤

(1)在原有压力油罐油压转换接头上安装一个压力开关,命名为CP003,型号JU FENGPRESSURE TECHOL AC250 V-3 A SERJCS-02 H。

(2)将压力开关CP003设定值设为6.7 MPa。

(3)在调速器油压控制柜上安装继电器,型号RELECO DC220 V,其电源取自直流电流排,电源回路串入压力开关的1、3常开节点。

(4)按照上述图纸进行接线,将继电器第一对(1、3)、第二对(4、6)、第三对(7、9)常闭节点传入油泵启动箱底油位停泵回路中。

3.3 现场应用

(1)改造后逻辑

无论什么原因导致油罐油压高于6.7 MPa,3台调速器油泵全停。

(2)改造后测试

将油泵空负载控制电磁阀切至负载方向,手动启动油泵即油泵持续负载运行,油压高于6.7 MPa,3台油泵均停止运行。

4 改造结果

(1)改造加装压力开关,施工方法简单,项目成本小,且未改变原有油压系统的PLC内部逻辑,硬布线简单可靠。

(2)大大降低了油压过高,安全阀动作造成的现场产生刺耳声响、高压气喷出的风险。

(3)改造后的油压系统运行更加可靠、现场工作环境更加安全、能够从源头上解决导致“压力油罐油压持续升高”的不安全因素。

5 结束语

水电站油压系统是水轮机导叶动力机构,各种液压阀的控制机构,对电站自动化控制起到关键作用。压力油罐加装压力开关改造后,可以从源头上解决油压持续升高故障,为后续电站稳定运行提供了借鉴作用,确保了张河湾电站机组安全运行。

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