7機槳葉配壓閥改造論文
摘要：分析了水口電廠(chǎng)#7機槳葉配壓閥存在的問(wèn)題;介紹了改造措施。
關(guān)鍵詞：#7機槳葉配壓閥;問(wèn)題;改造;效果
一、前言
水口電廠(chǎng)裝機容量7Il200MW，軸流轉槳式機組，使用具有調節導葉開(kāi)度和輪葉轉角的兩套調節機構的雙調節調速器，槳葉配壓閥作為輪葉轉角的調節機構，可以實(shí)現對軸流轉槳式水輪機的輪葉進(jìn)行精細控制調節，使導葉槳葉協(xié)聯(lián)動(dòng)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(guò)10年連續運行，其所屬的插裝閥、比例閥、換向閥等控制執行元件存在磨損嚴重，許多密封件也存在磨損和老化現象，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(dòng)頻繁等缺陷無(wú)法滿(mǎn)足機組安全、高效、穩定運行a于2008年大修對其進(jìn)行改造，新的槳葉配壓閥由中國水利水電科學(xué)研究院自動(dòng)化所北京中水科水電科技開(kāi)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，以系統集成的方式構成，并對原有外部油路進(jìn)行高度集成，便于現場(chǎng)安裝、維護、檢修。筆者對舊，新槳葉配壓閥運行中出現的問(wèn)題進(jìn)行分析，介紹改進(jìn)的措施。
二、#7機舊槳葉配壓閥構成及及存在問(wèn)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、單向節流閥及控制油外部油管路組成。發(fā)現其運行中主要存在如下問(wèn)題：
(一)比例閥、換向閥，插裝閥等控制執行元件存在磨損嚴重，許多密封件也存在磨損和老化現象，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(dòng)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構，這種管接頭結構工作原理是利用卡套的變形卡住油管進(jìn)行密封，但同時(shí)也在銅管上形成一道環(huán)型溝槽，且缺乏有效固定，長(cháng)期跟隨機組劇烈震動(dòng)，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(guò)程中撞擊頻繁且持續出現劈啪聲，產(chǎn)生管道振動(dòng)、平穩性降低，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)堵塞后必須改變調速器運行方式和槳葉控制方式才能進(jìn)行濾網(wǎng)的更換，影響機組的穩定。
三、#7機槳葉配壓閥改造方案
(一)#7機新的槳葉配壓閥構成及原理
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流閥組成。其控制油系統液壓原理圖見(jiàn)圖1。
新槳葉配壓閥是一個(gè)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來(lái)達到精確定位;由插裝閥組件的快速粗調達到快速移位實(shí)現協(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(dòng)操作。通過(guò)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(shí)，能確保插裝閥得到幾乎零泄漏的嚴格關(guān)閉。濾油器回路與舊的相比增加一個(gè)旁通保護閥回路，回路圖見(jiàn)圖1中的CH部分。當需要更換濾芯時(shí)，關(guān)閉截止閥In、Out即可，此時(shí)輪葉控制壓力油Pr通過(guò)旁通保護閥到CH側，不會(huì )影響到系統的正常工作，極大方便維護，也使系統更加可靠。
1輪葉開(kāi)腔壓力 2輪葉關(guān)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(shí)測最大間隙120ym，工作腔之間的內泄漏也已超標，在6MPa工作壓力下實(shí)測內泄漏3L/min。原先導式電液換向閥在7MPa供油壓力下，工作腔之間的'內泄漏實(shí)測值：8 0mL/min。原插裝閥在7MPa供油壓力下實(shí)測泄漏：工作腔之間內泄60mUmin，工作腔與控制腔之間的內泄lOOmL/min。上述舊液壓元件拆下后進(jìn)行檢查，試驗結果都不符合要求，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L(cháng)C100A40E6X(REXROT公司)濾油器為L(cháng)FN BH/HC100IB25LEIXB7(HYDAC公司)，重設計制作了改進(jìn)原結構的一套新型梭閥替代原雙向逆止閥并對原有外部油路進(jìn)行高度集成a選擇上述新型液壓元件后對其進(jìn)行相關(guān)試驗，試驗數據符合要求。試驗項目如下：
項目1先導式比例閥內泄漏測定。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，小于規程技術(shù)要求500ml/min達到設計要求。
項目2先導式電液換向閥內泄漏測定。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小于規程技術(shù)要求53 ml/min達到設計要求。
項目3插裝閥內泄漏測定。供油壓力7MPa工作腔泄漏量5ml/min小于規程技術(shù)要求1 2ml/min。
控制腔泄漏量7ml/min小于規程技術(shù)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，調速器處于手動(dòng)穩定狀態(tài)，油壓處于正常工作范圍內，接力器位置5小時(shí)無(wú)任何漂移達到設計要求。
項目5系統靜耗油量測定。調速器處于自動(dòng)穩定狀態(tài)，油壓處于4MPa供油壓力下調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(wú)外部滲漏達到設計及規程的要求。項目7隨動(dòng)系統不準確度ie測定。
輪葉隨動(dòng)系統不準確度試驗記錄，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(shí)輪葉開(kāi)啟時(shí)開(kāi)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(guān)閉時(shí)開(kāi)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.根據輪葉隨動(dòng)系統不準確度試驗
記錄得iv0.63%，小于規程技術(shù)要求1.5%，優(yōu)于規程GB/T9256.1-2007,DL/T563-2004的規定。
四、改造效果，存在問(wèn)題及改進(jìn)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(gè)月后出現插裝閥蓋處漏油，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(kāi)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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