張 小 東， 程 夢(mèng) 竹

(中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)圣達(dá)水電有限公司，四川 樂山 6140130)

1 概 述

安谷水電站安裝4臺(tái)單機(jī)容量為190 MW和1臺(tái)單機(jī)容量為12 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，油壓裝置由武漢長(zhǎng)江控制設(shè)備研究所供貨，工作油罐由一個(gè)14 m3的油罐和一個(gè)14 m3的氣罐組成，型號(hào)為YZ-28/2-6.3，事故油罐為1個(gè)14 m3的油罐,型號(hào)為YZ-14-6.3。正常運(yùn)行時(shí)由工作油罐提供壓力油源，事故(全廠失電即油泵動(dòng)力電源消失)造成工作油罐壓力≤4.8 MPa時(shí)油源切換閥動(dòng)作關(guān)閉、工作油罐壓力油換為事故油罐供油以保證導(dǎo)葉可靠關(guān)閉。

油壓裝置由2臺(tái)22 kW(小)油泵和3臺(tái)110 kW(大)油泵供油。壓力降至6.15 MPa時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)小油泵，兩臺(tái)小油泵互為備用；3臺(tái)大油泵組成主泵、備泵1、備泵2，啟動(dòng)壓力分別為6 MPa、5.7 MPa、5.5 MPa。停泵壓力為6.3 MPa。

2 補(bǔ)氣閥動(dòng)作條件及邏輯分析

2.1 自動(dòng)補(bǔ)氣閥動(dòng)作條件

開啟自動(dòng)補(bǔ)氣閥條件：工作油罐油位達(dá)到高油位(2 000 mm)且油壓低至6.1 MPa。

關(guān)閉補(bǔ)氣閥條件：油壓達(dá)到6.3 MPa或工作油罐油位降到低油位(1 000 mm)時(shí)關(guān)閉自動(dòng)補(bǔ)氣閥。

2.2 動(dòng)作邏輯分析

(1)補(bǔ)氣閥開啟條件(工作油罐油位達(dá)到高油位且油壓低至6.1 MPa)分析：由于油罐存在漏氣的可能以及壓縮空氣溶入油中，油罐中的氣體會(huì)逐漸減少、油位逐漸上升，當(dāng)油位達(dá)到高油位時(shí)就需要向油罐補(bǔ)入適量的壓縮空氣。根據(jù)目前補(bǔ)氣閥開啟條件進(jìn)行分析得知：當(dāng)油罐出現(xiàn)高油位后機(jī)組帶負(fù)荷正常運(yùn)行，此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)大量用油的情況，調(diào)速器用油量少、油泵(小)能及時(shí)補(bǔ)充，不會(huì)出現(xiàn)低于6.1 MPa的情況，故正常運(yùn)行時(shí)補(bǔ)氣閥不會(huì)開啟；當(dāng)油罐出現(xiàn)高油位后機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)，此時(shí)調(diào)速器用油量更少，油泵(小)能及時(shí)補(bǔ)充，壓力也不會(huì)出現(xiàn)降到6.1 MPa的情況，故機(jī)組在停機(jī)態(tài)補(bǔ)氣閥也不會(huì)開啟；只有在機(jī)組開停機(jī)和進(jìn)行大負(fù)荷調(diào)整時(shí)用油量較大，此時(shí)小油泵補(bǔ)充的油不足以維持用油壓力而會(huì)低于6.1 MPa，故補(bǔ)氣閥在機(jī)組開停機(jī)或大負(fù)荷調(diào)整時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

表1 油壓裝置油泵、補(bǔ)氣閥、油源切換閥動(dòng)作值表

(2)補(bǔ)氣時(shí)間：補(bǔ)氣閥開啟后至油壓達(dá)到6.3 MPa時(shí)關(guān)閉，補(bǔ)氣時(shí)間近似為工作油泵啟動(dòng)至停泵時(shí)間約為1～3 min(實(shí)測(cè)停機(jī)時(shí)主泵啟停時(shí)間為100 s，接力器全行程動(dòng)作一次主泵啟停時(shí)間為180 s)，與手動(dòng)補(bǔ)氣(手動(dòng)補(bǔ)氣時(shí)間較自動(dòng)補(bǔ)氣快)時(shí)間10～15 min對(duì)比，可見補(bǔ)氣時(shí)間短、補(bǔ)氣量不足，達(dá)不到自動(dòng)補(bǔ)氣的目的。

3 目前邏輯可能出現(xiàn)的現(xiàn)象

由于補(bǔ)氣閥只有在開停機(jī)和大負(fù)荷調(diào)整時(shí)才會(huì)開啟，并且開啟后至關(guān)閉的時(shí)間短，因此，工作油罐會(huì)長(zhǎng)期運(yùn)行在高油位甚至?xí)霈F(xiàn)在壓力油溢至工作氣罐的可能。油壓裝置的工作氣罐在設(shè)計(jì)上沒有考慮排油管，故壓力油溢至工作氣罐后會(huì)減少壓縮空氣的占比而造成工作油罐運(yùn)行在高油位卻不能被發(fā)現(xiàn)。

4 改進(jìn)辦法

手動(dòng)補(bǔ)氣操作方法：(1)打開手動(dòng)補(bǔ)氣閥；(2)打開油罐排油閥，將壓力降至略高于啟泵壓力；(3)手動(dòng)補(bǔ)氣期間油泵可能會(huì)啟動(dòng)，重復(fù)步驟(2)，最終使油位在正常油位附近時(shí)油罐的壓力為6.3 MPa；(4)待工作油罐油位在正常油位附近時(shí)壓力在額定壓力后關(guān)閉補(bǔ)氣閥。

根據(jù)手動(dòng)補(bǔ)氣的步驟，我們將補(bǔ)氣閥的動(dòng)作條件更改為：

(1)補(bǔ)氣閥開啟條件：高油位開啟補(bǔ)氣閥，停泵條件增加高油位停泵；

(2)補(bǔ)氣閥關(guān)閉條件：壓力達(dá)到6.3 MPa或工作油罐油位降到1 300 mm油位(原設(shè)計(jì)沒有)或補(bǔ)氣時(shí)間達(dá)到15 min。

高油位停泵能保證油罐油位不超過2 000 mm，避免出現(xiàn)油位過高溢至氣罐的可能；改變補(bǔ)氣閥開啟條件后能有效增加補(bǔ)氣時(shí)間，實(shí)測(cè)調(diào)速器在靜態(tài)時(shí)工作油罐從6.3 MPa降至6.15 MPa需21 min，油泵啟停時(shí)間為1～3 min，故補(bǔ)氣時(shí)間為22～24 min完全能夠滿足補(bǔ)氣量要求；引入補(bǔ)氣閥開啟時(shí)間達(dá)到15 min(可根據(jù)手動(dòng)補(bǔ)氣時(shí)間調(diào)整)關(guān)閥能避免補(bǔ)氣閥開啟時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)常補(bǔ)氣到低油位的情況出現(xiàn)。

對(duì)比更改前后的控制邏輯：更改前，補(bǔ)氣閥開啟條件難以滿足，既使開啟，補(bǔ)氣時(shí)間短也滿足不了補(bǔ)氣要求；更改后，補(bǔ)氣閥開啟條件容易實(shí)現(xiàn)，補(bǔ)氣時(shí)間充足，完全滿足補(bǔ)氣要求。只有在開停機(jī)和大負(fù)荷調(diào)整時(shí)補(bǔ)氣閥開啟時(shí)間短，約為5～6 min，但不影響自動(dòng)運(yùn)行，下一次出現(xiàn)高油位后會(huì)再次補(bǔ)氣。

5 結(jié) 語

油壓裝置自動(dòng)補(bǔ)氣是困擾許多電站的一個(gè)問題，往往也被很多電站忽視，進(jìn)而降低了水電站自動(dòng)化程度。安谷水電站#1機(jī)組油壓裝置仍采用原來的控制邏輯，觀察設(shè)備運(yùn)行情況，符合分析結(jié)果，出現(xiàn)了油位過高的情況。我們?cè)诮酉聛硗哆\(yùn)的#2機(jī)組油壓裝置上采用了改進(jìn)的控制邏輯進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足運(yùn)行要求。