水電設(shè)備液壓故障診斷與維修_ 啟閉機(jī)液壓設(shè)備參數(shù)原理

    某電廠電站安裝有6臺55萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量330萬千瓦，保證出力100萬千瓦，多年平均發(fā)電量為170億千瓦時。電廠大壩為雙曲拱壩，由于河谷狹窄、水頭高、流量大，因此，泄洪設(shè)施成為該水電站樞紐中的重要組成部分。電廠泄洪建筑物按千年一遇洪水流量20600m³/S設(shè)計，5000年一遇的洪水流量23900m³/s校核。主要泄洪設(shè)施包括表孔、中孔、泄洪洞。

    表孔沿拱壩頂部呈徑向布置，孔口尺寸為11m×11.5m（寬×高），堰頂高程1188. 5m，7個表孔在設(shè)計洪水位時泄量為6260m³/s，校核洪水時泄量達(dá)9500m/s。表孔閘門形式為弧形門，閘門的啟閉采用2×1000kN的雙缸液壓啟閉機(jī)進(jìn)行操作。

(1)設(shè)備參數(shù)

該水電站表孔2×100t液壓啟閉機(jī)用于操作表孔11×12-12m的弧形工作門。液壓啟閉機(jī)由液壓缸、支鉸座、液壓系統(tǒng)總成、閘門開度儀、行程控制裝置、液壓管路及附件組成。每孔液壓啟閉機(jī)布置有1套液壓泵站、兩套液壓缸，液壓泵站位于閘門孔口右側(cè)閘墩1202.20m高程上的液壓泵室內(nèi)。該系統(tǒng)工作制為一用一備，即一臺泵組工作，一臺泵組備用，并能自動切換。表孔液壓啟閉機(jī)主要參數(shù)如下表所示。

 

表孔液壓啟閉機(jī)主要參數(shù)

 

(2)工作原理

基本控制回路參考圖U。

    ①空載啟動啟動液壓泵電機(jī)，此時各電磁換向閥均未得電，處于圖示位置。主油路進(jìn)入3-DN25母管，從3-DN25母管上分出四條控制油管（虛線），從右向左，第一條控制油路經(jīng)過阻尼孔、單向閥、DT5、DT2回油箱；第二至第三條控制油路各通過DT2、DT6，進(jìn)入盲孔；第四條控制油路經(jīng)DT1、梭閥作用在插裝閥16.1上，使其產(chǎn)生背壓，導(dǎo)致主油路不能打開此閥。由于第一條控制油路呈現(xiàn)無壓狀態(tài)，它對插裝閥17.1后產(chǎn)生不了背壓，則主油路克服插裝閥17.1后的彈簧力(開啟壓力在0.03～0.4MPa)，將其閥芯打開，并通過預(yù)壓單向閥、回油濾油器進(jìn)入油箱，實現(xiàn)空載啟動。

    ②閘門開啟  空載啟動25s后DT1、DT2得電，在3-DN25母管上的控制油路從右向左，第一條經(jīng)阻尼孔、單向閥DT5、換向后的DT2，最后與第二條控制油路連通（高壓油），同時此油還作用在插裝閥16.2及17.1上，使其產(chǎn)生背壓；第三條控制油路仍然經(jīng)DT6進(jìn)入盲孔；第四條控制油路經(jīng)換向后的DT1進(jìn)入盲孔，使插裝閥16.1后無背壓。至此，系統(tǒng)中的三個插裝閥的狀態(tài)為17.1關(guān)閉、16.1導(dǎo)通、16.2關(guān)閉；系統(tǒng)的壓力由壓力蓋板18.1內(nèi)的溢流閥決定。這樣主油路經(jīng)插裝閥16.1分流后經(jīng)左右缸的調(diào)速閥分別進(jìn)入液壓缸下腔。液壓缸上腔回油經(jīng)預(yù)壓單向閥6.1回油箱。至此啟門過程結(jié)束。

    ③閘門關(guān)閉表孔閘門是靠自重下落的，系統(tǒng)只需將液控單向閥打開即可實現(xiàn)閘門下落。液壓泵同樣空載運(yùn)行25s后DT5、DT6得電，控制油路第一條經(jīng)阻尼孔、單向閥、換向后的DT5作用于10MPa溢流閥上，系統(tǒng)壓力由此確定為10MPa，同時控制油還作用在插裝閥17.1上，使其產(chǎn)生背壓；第二條經(jīng)DT2進(jìn)入盲孔，使插裝閥16.2無背壓；第四條經(jīng)DT1、梭閥作用在插裝閥16.1上，使其產(chǎn)生背壓；第三條經(jīng)換向后的DT6、單向節(jié)流閥直接作用在左右缸下腔的液控單向閥上，并將其打開。此時三個插裝閥的狀態(tài)為17.1關(guān)閉、16.1關(guān)閉、16.2打開。液壓缸下腔回油經(jīng)單向閥、調(diào)速閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入上腔。液壓缸上腔與下腔的容積差通過自吸的方式從油箱中補(bǔ)油。

    ④閘門糾偏閘門糾偏是對液壓缸位移進(jìn)行直接檢測，并通過電液閉環(huán)實現(xiàn)旁路糾偏。糾偏回路由接入液壓缸下腔的單向節(jié)流閥及三位四通電磁換向閥組合而成。糾偏原則：在啟門過程中，哪一缸的速度快（即流量大），則將哪一缸下腔的油通過旁路糾偏回路放掉一部分，減小此缸的進(jìn)油量，即降低此缸的運(yùn)行速度，以達(dá)到與另一缸的同步；落門時相反，哪一缸的速度快，則將另一缸下腔的油放掉，增加另一缸的排油量，以達(dá)到與這一缸韻；回步。具體執(zhí)行情況為：啟門過程中，如果左缸速度快，超出系統(tǒng)允許偏差，則DT3動作，左側(cè)液壓缸下腔的油通過單向節(jié)流閥、換向后的換向閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入油箱；當(dāng)落門過程中，如果左缸速度快，則DT4動作，將右液壓缸下腔的油通過單向節(jié)流閥、換向后的換向閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入油箱。總之，現(xiàn)場只需根據(jù)閘門左右缸當(dāng)前的實際開度值的大小（無論啟門還是落門）來判斷并糾偏。

    ⑤閘門自動復(fù)位閘門長時間全開時，為防止因液壓系統(tǒng)泄漏引起閘門下沉而影響運(yùn)行，在工作回路中設(shè)置了閘門下沉自動回升功能。當(dāng)閘門從開肩位置下滑，下滑量達(dá)200mm時，行程控制裝置指令工作液壓泵啟動（自動泵啟動，若自動泵故障，控制系統(tǒng)將自動切換至備用泵啟動），使門復(fù)位，同時發(fā)出報警信號；若備用液壓泵電動機(jī)組或液壓系統(tǒng)故障，閘門復(fù)位失敗，閘門繼續(xù)下滑，下滑量達(dá)205mm，行程控制裝置再次指令備用泵肩動，并向值班室發(fā)出緊急報警信號。