摘 要：小漩水電站#2機安裝完成在調試過程中發(fā)現重錘關機裝置不能正常動作，我們采取了多種方法進行試驗最終仍未處理正常。后來，我們與主機廠、調速器廠多次溝通、充分討論后認為重錘裝置本身不存在問題，造成重錘不能關機的原因應為導水機構機械卡阻導致摩擦阻力矩過大。最終我們采取了在調速器關機腔管路上增加一個閥組讓其重錘關機裝置一起實現事故配壓閥的功能，保證機組安全、穩(wěn)定運行。

關鍵詞：水電站；重錘關機裝置；閥組

1 概況

小漩水電站位于湖北省十堰市竹山縣境內的堵河上游河段，壩址位于竹山縣城上游，距下游竹山縣城關約3km，距上游潘口電站壩址約12km。電站設計安裝3臺燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量為50.01MW。電站因其機組結構特點在導水機構控制環(huán)上配置一個懸掛重錘，以備在調速系統(tǒng)故障或機組失壓情況下依靠重錘強迫停機。

2 重錘裝置結構特點及工作原理

重錘關閉裝置的主要作用是，當機組轉速過高、主配壓閥拒動（調速器關閉導水機構操作失靈）時，切斷主配通道，同時將主接力器開機腔接通回油箱，在重錘作用下關閉導水機構，強迫停機。

小漩水電站重錘關閉裝置主要由插裝單元③⑥、液控向閥④、電磁換向閥⑤手動換向閥⑦構成。參見下圖。

動作原理如下：

2.1 正常運行工況

在正常工作情況下，壓力控制油通過手動換向閥⑦、電磁換向閥⑤進入插裝閥③控制腔，插裝閥③關閉，切斷了接力器開機腔和回油箱之間的油路，同時插裝閥⑥腔接排油，插裝閥⑥啟，打開主配通往接力器開機腔之間的油路，以實現調速器的正?？刂?。

2.2 重錘關閉裝置投入工況

a.當需要重錘關機時，電磁閥⑤得電，壓力控制油經電磁換向閥進入插裝閥⑥控制腔，插裝閥⑥閉，切斷主配通往接力器開機腔之間的油路，并使插裝閥③控制腔接排油，插裝閥③開啟，接力器開機腔接回油。此時，若主配在關機側，接力器關機腔通過主配與壓力油相連，重錘關機裝置和調速器聯(lián)合作用關機；若此時主配在中位，在重錘的自重力作用下，接力器活塞向關閉方向運動，關機油路上的單向閥由于負壓作用打開，無壓油就充滿接力器關機腔，實現了重錘關機；若此時主配在開機側，在重錘的自重力作用下，接力器活塞向關閉方向運動，產生負壓，無壓油經主配直接充滿接力器關機腔，完成重錘關機。關機的速度可通過插裝閥③制蓋板上的調整螺栓進行調節(jié)。

b.當需要重錘關機時，由于電源消失或電磁閥故障而導致電磁閥沒有動作，此時必須人工干預。推動手動換向閥⑦把手至關機狀態(tài)，電磁換向閥接排油，壓力油通過手動換向閥直接進入插裝閥⑥制腔，使插裝閥⑥關閉，切斷主配通往接力器開機腔之間的油路；同時打開液控單向閥④確保在任何狀態(tài)下均能讓接力器開機腔和回油之間可靠聯(lián)通，使接力器關閉。

3 設備存在的問題及采取的試驗方法

2013年1月26日，#2機組動水調試過程中，發(fā)現重錘關機裝置不能動作，不能實現重錘關機的功能。經現場技術人員多次調試，采取了以下措施：1、取消重錘關機單向閥的彈簧；2、重錘關機控制裝置中插裝閥③的調節(jié)螺桿截掉15毫米；3、取消重錘關機控制裝置中插裝閥③的彈簧等等措施。最后重錘裝置只能在導葉開度為80%時可以進行關閉動作，但是在關閉動作中，存在著兩種現象：1、導葉開度可以80%時關閉到導葉開度20%；2、將2號機組水輪機調速器系統(tǒng)中分段關閉裝置切除時，導葉開度可以80%時關閉到導葉開度0。

4 原因分析

重錘關機裝置設計的出發(fā)點是在油壓裝置與調速系統(tǒng)故障時，僅依靠重錘的重力矩關閉導水機構。與常規(guī)事故配壓閥的區(qū)別在于：事故配壓閥動作時有單獨的壓力油進入接力器關機腔，而關閉導水機構。關于該問題，我們分析有一下幾種可能：

⑴現場試驗時，主配壓閥的閥芯應該處于中間破壞位置，此時投入重錘關機的話，接力器的關機腔必須以抽真空的方式將并聯(lián)在關機油路與回油箱間的單向閥吸開，才能讓關機腔與回油箱的無壓油聯(lián)通而關機。同時，接力器開機腔的油必須頂開插裝閥的閥芯后進入回油箱，才能完成關機動作。由此可見，重錘的阻力矩既要克服導水機構的摩擦力矩，又要有一部分余量來打開單向閥和插裝閥的閥芯。但現場兩個閥的彈簧已經拿掉，應該講消耗在這兩個地方的力已經很小了。且單向閥和插裝閥部分也應該不會卡死，若真的卡死的話，即使關機腔接壓力油也不可能關閉導水機構。

⑵我們懷疑有可能是重錘重量不夠而導致重錘裝置不能動作，但經過主機廠家核算認為重錘重量是滿足設計要求的。

⑶上述兩個原因都被排除后，我們認為導致重錘關機裝置不能工作的主要原因為導水機構存在機械卡阻。我們分析認為造成卡阻的具體原因可能是內、外配水環(huán)同心度及導葉上、下軸同心度為滿足設計要求，使單個或多個導葉轉動不靈活，摩擦力矩加大，重錘力矩無法克服摩擦力矩造成機組無法正常事故停機。

5 處理方法

因為導水機構存在的機械卡阻問題需要機組大修時才有可能解決，且目前機組正處在汛期大發(fā)電時期，為保證機組安全、穩(wěn)定運行，我們與主機及調速器廠家多次溝通最終決定在調速器關機腔管路上串一個閥組讓其與重錘關機裝置一起組成事故配壓閥。如上圖所示：

在正常工作情況下，重錘關機裝置動作流程與未加閥組是相同。新增閥組工作原理如下：來自壓力油罐的壓力控制油通過手動換向閥 、電磁換向閥⑩進入插裝閥⑧控制腔，插裝閥⑧關閉，切斷了接力器關機腔和回油箱之間的油路，同時插裝閥 腔接排油，插裝閥 啟，打開主配通往接力器關機腔之間的油路，以實現調速器的正常控制。

當需要重錘關機時，錘關機裝置動作流程與未加閥組是相同。新增閥組工作原理如下：電磁換向閥⑩得電，壓力控制油經電磁換向閥進入插裝閥 控制腔，插裝閥 閉，切斷主配通往接力器關機腔之間的油路，并使插裝閥⑧控制腔接排油，插裝閥⑧開啟，接力器關機腔接壓力油罐壓力油。若電磁換向閥⑩未得電，需人為干預推動手動換向閥 ，使壓力油直接進入插裝閥 ，同時打開液控單向閥⑨確保在任何狀態(tài)下均能讓接力器關機腔和油罐壓力油之間可靠聯(lián)通，使接力器順利關閉。

6 結語

小漩#2機重錘裝置增加閥組后經過調試、試運行，各閥組運行正常，重錘裝置能夠實現事故停機，且整個調速系統(tǒng)運行穩(wěn)定，最終解決了機組運行中的安全隱患。

[參考文獻]

[1]王愛生.新型重錘關機與分段關閉裝置的研究及應用[J].長江科學院院報.2003年第2期.