鄒 強，燕 飛，田曉蕓

（ 中國長江電力股份有限公司溪洛渡水力發(fā)電廠，云南 永善 657300）

YZ 型油壓裝置是分離式油壓裝置，壓力油罐與回油箱分開布置[1]，其結(jié)構(gòu)還包括油泵機組、接力器、管路、閥組等。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)易發(fā)生漏油故障，油量減少將影響用油設(shè)備的正常運行，所以及時發(fā)現(xiàn)油壓裝置漏油故障對用油設(shè)備穩(wěn)定運行至關(guān)重要。然而現(xiàn)有油壓裝置針對漏油的報警邏輯比較單一，往往只針對壓力油罐或者回油箱的油位變化做出報警信號[2]，目前為解決上述問題所研究的文獻較少，大多為對某部位漏油的原因進行分析并提出處理方法[3-5]。為及時快速發(fā)現(xiàn)油壓裝置漏油故障，本文提出一種基于總油量的優(yōu)化邏輯，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中增加油壓裝置基準油量和當前油量，并實時計算當前油量與基準油量的差值得出漏油量，當漏油量大于設(shè)定閾值時發(fā)出報警信號，提示運維人員檢查處理。

1 原有漏油監(jiān)測方法及問題

油壓裝置的壓力油罐和回油箱上裝設(shè)有液位傳感器，實時讀取相應(yīng)容器內(nèi)的油位，利用液位傳感器報出油位低報警來提示運維人員，以某水電站為例，從原有漏油監(jiān)測邏輯中可知模擬量低于設(shè)定閾值或者開關(guān)量到達設(shè)定值均能報出油位低報警。

油壓裝置的主要作用就是利用油泵機組將回油箱內(nèi)油輸送至壓力油罐，以保持壓力油罐的能量儲存和供應(yīng)。機組正常運行過程中，壓力油罐和回油箱的油位變化比較大，而為了減少誤報警，壓力油罐或者回油箱的油位越低限報警閾值設(shè)置往往比較小，當發(fā)生漏油觸發(fā)該類報警時，漏油量可能已經(jīng)較大，導(dǎo)致運維人員處理該類故障的應(yīng)急時間有限，給設(shè)備安全穩(wěn)定運行帶來不利影響。

2 優(yōu)化措施

針對上述文中提出的問題，本文提出的優(yōu)化措施不需要改變原有油壓裝置結(jié)構(gòu)和監(jiān)測元器件設(shè)備，只需要在監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中增加油壓裝置漏油量相關(guān)數(shù)據(jù)點，在機組LCU 程序中增加油壓裝置漏油量相關(guān)數(shù)據(jù)變量和計算邏輯。考慮到油壓裝置接力器的運動方向不同，即當控制設(shè)備圓周方向上運動時，兩個接力器一進一出反向運動，當控制設(shè)備軸向運動時，多個接力器同進或同出同向運動。那么運動前后壓力油罐消耗的油量和回油箱回油量就存在不相等的情況，本文針對接力器的不同運動方向提出兩種優(yōu)化措施，很好地解決了油壓裝置漏油發(fā)現(xiàn)不及時以及報警不準確的問題。

2.1 接力器反向運動優(yōu)化措施

接力器反向運動的油壓裝置典型有調(diào)速器油壓裝置，正常運行中其兩個接力器反向運動，行程相同，壓油罐及回油箱之外油壓裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)中油量基本相等，因此壓力油罐減少的壓力油和回油箱增加的回油基本相等，壓油罐及回油箱的總油量正常情況下應(yīng)保持不變。因在調(diào)速器壓油裝置運行過程中，各管路和接力器如發(fā)生漏油故障，最終均會反映到壓力油罐和回油箱的總油量變化，故本文忽略各管路和接力器內(nèi)的油量，只計算壓力油罐和回油箱內(nèi)的油量，則總油量為：

其中如圖1所示：H罐t為t時刻壓力油罐液位（m）；H底為壓力油罐底部封頭高度（m）；H箱t為t 時刻回油箱液位（m）；R罐為壓力油罐圓柱段橫截面半徑（m）；L箱為回油箱長度（m）；W箱為回油箱寬度（m）；V基為基準總油量（m3）；V底為壓力油罐底部封頭體積（m3）。

圖1 壓力油罐、回油箱示意圖

油壓裝置正常運行中，用油量不會低于壓力油罐底部封頭處，即使封頭底部發(fā)生漏油，也將反映在封頭以上圓柱斷面，在計算漏油量時，封頭底部的體積將不會發(fā)生變化，所以公式（1）可近似簡化為：

如果壓力油罐安裝的液位傳感器不是從封頭底部開始的，而是如圖1 所示那樣從封頭以上圓柱面開始安裝，那么在讀取壓力油罐油位時，就不需要再考慮封頭內(nèi)的油位，公式（3）可進一步近似簡化為：

報警邏輯簡圖如圖2 所示。

圖2 調(diào)速器油壓裝置當前油量邏輯簡圖

同時在監(jiān)控系統(tǒng)增加重設(shè)基準油量功能，在油壓裝置檢修后或者重新注油后點擊監(jiān)控系統(tǒng)重設(shè)基準油量按鈕，將該時刻當前總油量賦值給基準油量，作為后續(xù)漏油量實時計算過程的參考基準油量。

2.2 接力器同向運行優(yōu)化措施

與上一節(jié)相同的功能和簡化思路，本節(jié)就不再贅述，本節(jié)只闡述不同的優(yōu)化公式計算過程。接力器同向運行的油壓裝置典型有筒形閥油壓裝置，正常運行中其多個接力器同向運行，行程相同，考慮接力器活塞桿占據(jù)的體積，不同方向運行時用油量和回油量不再相等（圖3）。當筒形閥全開時，活塞桿向接力器缸體內(nèi)部運動，回油量多，壓力油消耗量少；當筒形閥全關(guān)時，活塞桿向接力器缸體外部運動，回油少，壓力油消耗多。為了統(tǒng)一油量，把筒形閥全關(guān)時的總油量作為基準油量，那么在筒形閥全開時在總油量中減去接力器活塞桿的體積則為全開時的總油量。所以計算這種情況下的漏油量，需要考慮兩種情況，全關(guān)時總油量為：

圖3 筒形閥接力器示意圖

全開時總油量：

其中：H罐t為t 時刻壓力油罐液位（m）；H底為壓力油罐底部封頭高度（m）；H箱t為t 時刻回油箱液位（m）；H桿為筒形閥活塞桿行程（m）；R罐為壓力油罐圓柱段橫截面半徑（m）；R桿為筒形閥接力器活塞桿橫截面半徑（m）；L箱為回油箱長度（m）；W箱為回油箱寬度（m）；V底為壓力油罐底部封頭體積（m3）；V關(guān)基為全關(guān)時的基準總油量（m3）；V開基為全開時的基準總油量（m3）；n為筒形閥接力器個數(shù)。

根據(jù)公式（3）（4）的優(yōu)化，公式（5）（7）可做同樣的簡化得到公式（9）（10）：

報警邏輯簡圖如圖4 所示。

圖4 筒形閥油壓裝置當前油量邏輯簡圖

在監(jiān)控系統(tǒng)增加重設(shè)基準油量功能，在油壓裝置檢修后或者重新注油后點擊監(jiān)控系統(tǒng)重設(shè)基準油量按鈕，將該時刻當前總油量賦值給基準油量，作為后續(xù)漏油量實時計算過程的參考基準油量。

3 實際運行效果

優(yōu)化后的油壓裝置報警邏輯經(jīng)過試驗，能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)及時報出相應(yīng)報警信號。投入實際運行后，多次及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場微小漏油情況并報警，大大提高了發(fā)現(xiàn)油壓裝置漏油故障應(yīng)急處置的時效性。

4 結(jié)語

經(jīng)過實際運行檢驗，上述油壓裝置漏油報警優(yōu)化措施能有效較早提醒值班員關(guān)注，及時確認并采取處置措施，防范事故發(fā)生，減小事故停機概率，提高了設(shè)備運行可靠性，對于水電站油壓裝置漏油量準確監(jiān)測、報警和及時處置具有一定的推廣性。