劉須朋

（江蘇省泗陽閘站管理所，江蘇 泗陽223700）

1 引 言

南水北調(diào)泗陽泵站（簡稱泗陽站，下同）是南水北調(diào)東線中運河輸水線上第四梯級、淮水北調(diào)第一梯級泵站。安裝3100ZLQ33-6.3 型立式全調(diào)節(jié)軸流泵，配TL3000-48/10kV 型立式同步電動機6 臺套，總裝機容量18000kW，單機流量為33m3/s；機組設計揚程6.3m，水泵葉輪直徑3.1m，葉輪中心高程6.75m。泵站為堤身式塊基型結(jié)構(gòu)，采用肘形進水流道，虹吸式出水流道，電動式真空破壞閥斷流。泵站可利用上游來水使機組逆轉(zhuǎn)發(fā)電。泗陽站水泵葉片角度調(diào)節(jié)機構(gòu)作用：在機組啟動時，將葉片角度調(diào)節(jié)至負角度，減少啟動力矩，便于機組牽入同步。在正常運行時，可根據(jù)不同水位、水頭，調(diào)節(jié)葉片角度，進行調(diào)節(jié)流量，在不超過機組設計負載的工況下，使機組在高效區(qū)運轉(zhuǎn)。

2 泗陽站葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)選型要求

水泵葉片調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)是對水泵葉片角度進行調(diào)節(jié)的裝置，與機械調(diào)節(jié)機構(gòu)相比，采用液壓調(diào)節(jié)，操作運行平穩(wěn)，占用空間小，機構(gòu)緊湊，易于實現(xiàn)自動化控制欲操作，泗陽站機組為大型水泵機組，調(diào)節(jié)角度變化范圍大（-8°～+4°），要求調(diào)節(jié)機構(gòu)操作時，承受壓力高（4.0MPa），系統(tǒng)加工件精度、系統(tǒng)工作靈敏度、密封性能、可靠性能要求高。根據(jù)泗陽站的水泵機組流量、揚程，葉片角度調(diào)節(jié)范圍等實際情況，選用型號為BYKJ-BD-4-25-TS01 為泗陽站水泵機組的葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)。

BYKJ-BD-4-25-TS01 水泵葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)主要技術數(shù)據(jù)為：（1）額定工作壓力為4MPa；（2）受控接力器行程為-59.1～+59.55mm；（3）額定輸出流量為25L/min；（4）位置傳感器模擬輸出為0～10V。

3 機構(gòu)調(diào)節(jié)原理

如圖1 所示，當步進電機5 接收到來自上位機要求對水泵葉片角度進行調(diào)節(jié)的信號后，帶動螺桿4 旋轉(zhuǎn)，與螺旋配合的螺套3 帶動反饋桿杠6 隨著螺旋的旋轉(zhuǎn)向上（或向下）移動，打開配壓閥的供油口，將壓力油送入受油器的上腔（或下腔）?；钊笆苡推鬏S桿8 隨即向下（或向上）移動，在此調(diào)節(jié)過程中，葉片位置反饋電位計9 將葉片狀態(tài)信號實時回送到控制裝置，當葉片角度到達指定位置時，步進電機停止轉(zhuǎn)動，自動調(diào)節(jié)過程完成。在此自動調(diào)節(jié)過程中保證手動操作手輪1 處于拔出狀態(tài)。

圖1 BYKJ-BD-4-25-TS01 水泵葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)液壓系統(tǒng)圖

當控制裝置失電，向里推手動操作手輪，讓齒輪傳動咬合后，通過旋轉(zhuǎn)手輪1 帶動螺桿轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的手動調(diào)節(jié)。

在缸體上端，裝有兩組行程開關10，當受油器軸桿達到其所在的極限位置時，觸動行程開關，行程開關放出報警信號。并自動切斷控制電源。

無論在何種調(diào)節(jié)狀態(tài)，當葉片角度發(fā)生漂移時，即當受油器軸桿偏離原位置時，將通過反饋杠桿6 的傳遞使配壓閥2 的活塞偏離中間位置，導致分配油口打開向接力器上或下腔補油，并使受油器軸桿回復到原位置。當受油器軸桿回復到原位置時，通過反饋杠桿6 的傳遞使配壓閥2 的活塞重新回到中間位置并將油口封閉，受油器軸桿不再移動。

4 主要結(jié)構(gòu)

本水泵葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)主要由步進電機杠桿、配壓閥、反饋機構(gòu)、液壓缸等部套組成。

（1）步進電機杠桿。步進電機是將電氣控制信號轉(zhuǎn)化為機械位移的執(zhí)行元件。它將電氣控制系統(tǒng)發(fā)出的調(diào)節(jié)指令進行轉(zhuǎn)換，再通過絲杠螺母機構(gòu)將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為位移。由于步進電機是由電氣信號驅(qū)動，不使用壓力油，因此不會出現(xiàn)壓力油油質(zhì)問題造成的卡死形象。采用杠桿傳遞的原理實現(xiàn)液壓隨動控制。

（2）配壓閥。配壓閥是將壓力油送入受油器的關鍵部件，配壓閥的活塞桿與反饋杠桿相聯(lián)，當反饋杠桿在步進電機的作用下移動時，配壓閥活塞也隨之移動，直到將壓力油按調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求送入受油器的上腔或下腔。

（3）反饋機構(gòu)。反饋機構(gòu)由電氣反饋機構(gòu)和機械反饋機構(gòu)兩部分組成，電氣反饋將受油器軸桿的位移反饋回控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)其反饋信號發(fā)出新的調(diào)節(jié)指令。當系統(tǒng)失電，電反饋失去作用時，機械反饋將受油器軸桿的位移反饋回配壓閥。由于系統(tǒng)采用的是負反饋，當過調(diào)時，反饋杠桿向相反的方向帶動配壓閥，切斷油路，使系統(tǒng)保持在所要求的開度。

（4）液壓缸。液壓缸是將壓力油分配到水泵接力器去的主要部件，其分為上下兩腔，缸內(nèi)裝有浮動環(huán)、密封套、受油器軸桿、壓套等部件。來自油壓裝置的壓力油，通過配壓閥進入液壓缸的上腔或下腔。進入上腔的壓力油通過受油器軸桿上的兩個橫孔進入操作油管內(nèi)腔，然后進入水泵接力器的下腔，進入下腔的壓力油通過密封套和受油器軸桿的間隙，進入水泵接力器的上腔。如此周而復始，完成對水泵接力器的操作。

5 結(jié) 語

泗陽站選用BYKJ-BD-4-25-TS01 葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)，在機組抽水、發(fā)電運行過程中，進行了葉片角度的調(diào)節(jié)操作，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，效果良好，達到預期的目的，BYKJBD-4-25-TS0 是設計理念先進的葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)?？晒┩惐谜驹谠O計或改造時采用。

（編輯 立 明）