7機槳葉配壓閥改造論文
摘要：分析了水口電廠#7機槳葉配壓閥存在的問題;介紹了改造措施。
關鍵詞：#7機槳葉配壓閥;問題;改造;效果
一、前言
水口電廠裝機容量7Il200MW，軸流轉(zhuǎn)槳式機組，使用具有調(diào)節(jié)導葉開度和輪葉轉(zhuǎn)角的兩套調(diào)節(jié)機構(gòu)的雙調(diào)節(jié)調(diào)速器，槳葉配壓閥作為輪葉轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)機構(gòu)，可以實現(xiàn)對軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機的輪葉進行精細控制調(diào)節(jié)，使導葉槳葉協(xié)聯(lián)動作保持水輪機高效率運行。7臺機組槳葉配壓閥均由瑞典ABB公司生產(chǎn)。
#7機槳葉配壓閥經(jīng)過10年連續(xù)運行，其所屬的插裝閥、比例閥、換向閥等控制執(zhí)行元件存在磨損嚴重，許多密封件也存在磨損和老化現(xiàn)象，導致運行中保壓能力及負載剛度降低，協(xié)聯(lián)響應滯后，控制精度下降、定位能力差，油泵啟動頻繁等缺陷無法滿足機組安全、高效、穩(wěn)定運行a于2008年大修對其進行改造，新的槳葉配壓閥由中國水利水電科學研究院自動化所北京中水科水電科技開發(fā)有限公司設計，采用符合ISO/DIN的標準化、系列化的液壓元件/組件，以系統(tǒng)集成的方式構(gòu)成，并對原有外部油路進行高度集成，便于現(xiàn)場安裝、維護、檢修。筆者對舊，新槳葉配壓閥運行中出現(xiàn)的問題進行分析，介紹改進的措施。
二、#7機舊槳葉配壓閥構(gòu)成及及存在問題
#7機舊槳葉配壓閥是由比例閥、換向閥、插裝閥、雙向逆止閥、槳葉濾油器、單向節(jié)流閥及控制油外部油管路組成。發(fā)現(xiàn)其運行中主要存在如下問題：
(一)比例閥、換向閥，插裝閥等控制執(zhí)行元件存在磨損嚴重，許多密封件也存在磨損和老化現(xiàn)象，導致運行中保壓能力及負載剛度降低，協(xié)聯(lián)響應滯后，控制精度下降、定位能力差，油泵啟動頻繁。
(二)比例閥、換向閥等控制元件的先導閥閥芯銹蝕卡死導致運行中槳葉偏差大而停機。
(三)比例閥、換向閥控制油外設銅管接頭都是采用卡套式結(jié)構(gòu)，這種管接頭結(jié)構(gòu)工作原理是利用卡套的變形卡住油管進行密封，但同時也在銅管上形成一道環(huán)型溝槽，且缺乏有效固定，長期跟隨機組劇烈震動，對于壁厚僅為2mm的薄璧銅管易在銅管環(huán)型溝槽處產(chǎn)生斷裂噴油，從而造成機組的停機。
(四)雙向逆止閥工作過程中撞擊頻繁且持續(xù)出現(xiàn)劈啪聲，產(chǎn)生管道振動、平穩(wěn)性降低，對運行，檢修人員造成較大的心理壓力。
(五)運行中發(fā)生槳葉濾網(wǎng)堵塞后必須改變調(diào)速器運行方式和槳葉控制方式才能進行濾網(wǎng)的更換，影響機組的穩(wěn)定。
三、#7機槳葉配壓閥改造方案
(一)#7機新的槳葉配壓閥構(gòu)成及原理
撐7機新的槳葉配壓閥是由可換濾芯的濾油器、旁通保護閥、壓力選擇梭閥、先導式電液換向閥、先導式電液比例閥、插裝閥組件總成及單向節(jié)流閥組成。其控制油系統(tǒng)液壓原理圖見圖1。
新槳葉配壓閥是一個兩級四通分配閥，它由三位四通先導式電液比例閥的慢速細調(diào)來達到精確定位;由插裝閥組件的快速粗調(diào)達到快速移位實現(xiàn)協(xié)聯(lián)跟蹤，插裝閥組件受控于先導式電液換向閥，比例閥和換向閥均可手/自動操作。通過梭閥回路選擇最高控制壓力，作為先導式電液換向閥主級供油，使得電液換向閥處于中位時，能確保插裝閥得到幾乎零泄漏的嚴格關閉。濾油器回路與舊的相比增加一個旁通保護閥回路，回路圖見圖1中的CH部分。當需要更換濾芯時，關閉截止閥In、Out即可，此時輪葉控制壓力油Pr通過旁通保護閥到CH側(cè)，不會影響到系統(tǒng)的正常工作，極大方便維護，也使系統(tǒng)更加可靠。
1輪葉開腔壓力 2輪葉關腔壓力 3主回油4主壓力油 5比例閥控制油回油PR輪葉控制壓力油
(二)各液壓元件選型及整體試驗
原先導式電液比例閥主閥芯與閥體之間的徑向配合間隙早已超出設計要求，實測最大間隙120ym，工作腔之間的內(nèi)泄漏也已超標，在6MPa工作壓力下實測內(nèi)泄漏3L/min。原先導式電液換向閥在7MPa供油壓力下，工作腔之間的'內(nèi)泄漏實測值：8 0mL/min。原插裝閥在7MPa供油壓力下實測泄漏：工作腔之間內(nèi)泄60mUmin，工作腔與控制腔之間的內(nèi)泄lOOmL/min。上述舊液壓元件拆下后進行檢查，試驗結(jié)果都不符合要求，考慮到液壓元件的互換性，使用性能經(jīng)驗習慣等選用符合ISO/DIN的標準化、系列化的液壓元件/組件，先導式電液比例閥為D111FHB32L2NBO(PARK公司)，先導式電液換向閥為4WEH10M4X/6EG48N9K4 (RE-XROTH公司)，插裝閥插件為LC100A40E6X(REXROT公司)濾油器為LFN BH/HC100IB25LEIXB7(HYDAC公司)，重設計制作了改進原結(jié)構(gòu)的一套新型梭閥替代原雙向逆止閥并對原有外部油路進行高度集成a選擇上述新型液壓元件后對其進行相關試驗，試驗數(shù)據(jù)符合要求。試驗項目如下：
項目1先導式比例閥內(nèi)泄漏測定。被試閥電磁鐵斷電，導閥及主閥閥芯處于中間位置，供油壓力4MPa泄漏量12.8ml/min，小于規(guī)程技術要求500ml/min達到設計要求。
項目2先導式電液換向閥內(nèi)泄漏測定。被試閥電磁鐵斷電，導閥及主閥閥芯處于中間位置，供油壓力7MPa泄漏量4.6ml/min小于規(guī)程技術要求53 ml/min達到設計要求。
項目3插裝閥內(nèi)泄漏測定。供油壓力7MPa工作腔泄漏量5ml/min小于規(guī)程技術要求1 2ml/min。
控制腔泄漏量7ml/min小于規(guī)程技術要求20ml/min達到設計要求。項目4槳葉接力器位置漂移試驗。切除電源，調(diào)速器處于手動穩(wěn)定狀態(tài)，油壓處于正常工作范圍內(nèi)，接力器位置5小時無任何漂移達到設計要求。
項目5系統(tǒng)靜耗油量測定。調(diào)速器處于自動穩(wěn)定狀態(tài)，油壓處于4MPa供油壓力下調(diào)速器排向回油箱的總油量50mL/min.達到設計要求。項目6整體密封性檢查，無外部滲漏達到設計及規(guī)程的要求。項目7隨動系統(tǒng)不準確度ie測定。
輪葉隨動系統(tǒng)不準確度試驗記錄，輪葉控制量(%)分別為5，10，15，20，25，30，35，40,45,50,55,60,65,
70，75，80，85，90，95時輪葉開啟時開度垂(%)分別4.18，9.29，14.53，
19.52, 24.48, 29.54, 34.53, 39.42, 44.48, 49.61, 54.48, 59.49.64.66, 69.48,
74.57，79.55，84.73，89.62，94.73.輪葉關閉時開度D(%)分別為4.63，9.92，
14.18, 19.52, 24.48, 29.24, 34.41, 39.59, 44.48, 49.54, 54.43, 59.49, 64.43,
69.67，74.50，79.39，84.80，89.62，94.73.根據(jù)輪葉隨動系統(tǒng)不準確度試驗
記錄得iv0.63%，小于規(guī)程技術要求1.5%，優(yōu)于規(guī)程GB/T9256.1-2007,DL/T563-2004的規(guī)定。
四、改造效果，存在問題及改進措施
新槳葉配壓閥的投運，消除舊槳葉配壓閥存在各種缺陷。但在其運行幾個月后出現(xiàn)插裝閥蓋處漏油，經(jīng)更換插裝閥徑向密封后投運正常，建議在插裝閥蓋處開槽，增設一道端面密封，即可避免插裝閥蓋處油液的外泄。#7機槳葉配壓閥改造提高設備的穩(wěn)定性和安全性達到改造的目的，也為另幾臺槳葉配壓閥的改造提供借鑒。
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