水電站調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)故障分析改造
(1) PA、PB壓力開關(guān)誤報(bào)、誤動(dòng)原因分析及改造
①PA、PB壓力開關(guān)誤報(bào)、誤動(dòng)的成因 PA、PB壓力開關(guān)誤報(bào)、誤動(dòng)的問題，經(jīng)過多次現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)空載閥由帶載轉(zhuǎn)為空載時(shí)，有較大的動(dòng)作聲響和振動(dòng)，同時(shí)壓力表指針擺動(dòng)。誤報(bào)時(shí)間與感壓閥動(dòng)作時(shí)間的吻合證明了空載隨動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)或調(diào)試上的不足：空載閥開啟過快，使得壓油泵由帶載瞬間轉(zhuǎn)換為空載，單向閥由于壓差也瞬時(shí)阻斷油流，導(dǎo)致液壓管路產(chǎn)生很大的壓力脈動(dòng)，脈動(dòng)的峰值則可能達(dá)到PB壓力開關(guān)動(dòng)作值，使其誤動(dòng)；另外空載閥開啟過快，使得空載閥的閥芯與閥套產(chǎn)生撞擊，而PA、PB壓力開關(guān)裝在油箱本體上，過大的撞擊振動(dòng)也會使壓力開關(guān)內(nèi)的微動(dòng)觸點(diǎn)抖動(dòng)，造成保護(hù)動(dòng)作事故停機(jī)。
②改造措施調(diào)整空載閥開啟速度。如果空載閥閥芯以合適的速度開啟，則可實(shí)現(xiàn)壓油泵由帶載到空載的軟過渡，大幅減輕油壓的波動(dòng)和油箱的振動(dòng)，從而有效解決PA、PB壓力開關(guān)的誤動(dòng)問題。控制空載閥的開啟速度，電站采取的措施如下。
調(diào)速器油壓裝置保護(hù)動(dòng)作停機(jī)統(tǒng)計(jì)
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序號 |
內(nèi) 容 |
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1 |
5#機(jī)在空轉(zhuǎn)態(tài)，上位機(jī)報(bào)‘5#機(jī)事故低油壓’，機(jī)組停機(jī)。現(xiàn)場檢查未見異常，原因?yàn)?/span>PA誤動(dòng)（連續(xù)發(fā)生3次） |
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2 |
上位機(jī)報(bào)‘3#機(jī)壓力油罐油位極低’，事故停機(jī)流程啟動(dòng)，甩負(fù)荷20MW。經(jīng)檢查分析，原因?yàn)闄C(jī)組振動(dòng)引起開關(guān)誤動(dòng)所致 |
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3 |
上位機(jī)報(bào)‘3#機(jī)壓油裝置油壓過高，滅磁開關(guān)跳閘’，事故停機(jī)流程啟動(dòng)。三分鐘后停機(jī)。現(xiàn)場檢查油壓正常（6.4MPa），其他設(shè)備運(yùn)行也正常。元嬰為PB誤動(dòng) |
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4 |
5#機(jī)開機(jī)過程中，上位機(jī)報(bào)‘鎖錠未拔出，流程退出’，原因：調(diào)速油箱雙筒過濾器單向閥回堵，造成控制管路無壓，鎖錠不能拔出 |
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5 |
上位機(jī)報(bào)“5#機(jī)事故低油壓”，現(xiàn)場檢查：5#機(jī)保護(hù)盤上“水機(jī)事故”燈亮，5#機(jī)出口開關(guān)、滅磁開關(guān)跳閘，調(diào)速器壓油罐壓力為5.5MPa，油位過低。5#機(jī)甩負(fù)荷120MW，5#機(jī)快速門在全關(guān)位置。檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)調(diào)速器1#泵連接螺栓松動(dòng)，感壓閥動(dòng)作不靈活、有卡阻現(xiàn)象 |
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6 |
中控室上位機(jī)報(bào)“2#機(jī)壓力油罐油位低”，2#機(jī)調(diào)速器壓力裝置備用泵1#泵自動(dòng)啟動(dòng)。23min后上位機(jī)報(bào)“2#機(jī)組壓力油罐油位過低，水機(jī)事故停機(jī)”，啟動(dòng)事故停機(jī)流程，2#機(jī)甩負(fù)荷120MW。現(xiàn)場檢查：2#機(jī)調(diào)速器壓力油罐油位過低，油壓為5.7MPa，調(diào)速器1#、2#壓油泵運(yùn)行正常。經(jīng)檢修人員檢查分析，原因?yàn)?/span>2#相調(diào)速器系統(tǒng)感壓閥發(fā)生卡阻 |
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7 |
5#機(jī)組開機(jī)并網(wǎng)，3小時(shí)15分鐘后上位機(jī)報(bào)：‘5#機(jī)調(diào)速器回油箱油位過低’、‘5#機(jī)水機(jī)事故停機(jī)操作’，停機(jī)流程啟動(dòng)，甩負(fù)荷110MW。原因：5#機(jī)組接力器進(jìn)油管口法蘭內(nèi)部的O形橡膠密封圈在機(jī)組運(yùn)行中突然破裂，向外噴油所致 |
a. 在感壓閥和空載閥間加減（現(xiàn)場試驗(yàn)調(diào)整）節(jié)流片61B，減小空載閥控制油路的回油速度。
b. 加大節(jié)流片63B的直徑（設(shè)計(jì)值廬27，實(shí)際不詳，加大值現(xiàn)場試驗(yàn)確定），使能以較快的速度排走空載閥40A閥芯剛開啟時(shí)殘留在空載閥下腔的壓力油，減小作用在40A閥芯下部的壓力。
c．采取防止壓力開關(guān)動(dòng)作觸點(diǎn)抖動(dòng)的措施。為防止回油箱振動(dòng)使PA、PB壓力開關(guān)觸點(diǎn)抖動(dòng)引起誤動(dòng)作，同時(shí)考慮液壓系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)能可靠動(dòng)作，將PA保護(hù)延時(shí)1s，將PB保護(hù)延時(shí)1.2s。
(2)感壓閥卡阻的處理
調(diào)速器事故引起的停機(jī)，除上述因壓力開關(guān)誤動(dòng)所致外，感壓閥卡阻導(dǎo)致的事故停機(jī)也發(fā)生多次，原因是調(diào)速器的油質(zhì)較臟，油內(nèi)的雜質(zhì)顆粒常常堵住感壓閥操作油路上的截流片62B，使得空載閥始終運(yùn)行在空載側(cè)，而無法向液壓系統(tǒng)適時(shí)打壓，導(dǎo)致壓力油罐油位、油壓持續(xù)下降，最終發(fā)生低油壓和壓油罐油位過低而事故停機(jī)。
由于設(shè)計(jì)上未考慮在調(diào)速器液壓系統(tǒng)內(nèi)的部分控制油路上安裝過濾器，電站只能根據(jù)調(diào)速器的運(yùn)行狀況及油質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，縮短濾油（換油）維護(hù)周期，盡量減小油內(nèi)雜質(zhì)對液壓系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響。
另外考慮到油管路死角的雜質(zhì)很難清除以及從感壓閥自身機(jī)械故障發(fā)生卡阻的實(shí)際問題，電站采取了臨時(shí)的手動(dòng)恢復(fù)措施，即在空載閥的控制油路上并聯(lián)一支管，安裝常閉閥42(見圖F)，在感壓閥發(fā)生卡阻時(shí)可手動(dòng)維持液壓系統(tǒng)的油壓、油位。操作方法為：
①若感壓閥卡在空載側(cè)（故障發(fā)生率高），打開閥門43，使液壓泵負(fù)載運(yùn)行，當(dāng)壓力達(dá)到額定壓力時(shí)，關(guān)閉閥門43，打開閥門42，液壓泵將空載運(yùn)行，然后關(guān)閉閥門42；②若感壓閥卡在負(fù)載側(cè)，關(guān)閉閥門45，打開閥門42，液壓泵將空載運(yùn)行，關(guān)閉閥門44，打開閥門43，保持約10s，然后關(guān)閉閥門43，打開閥門44，關(guān)閉閥門42，打開閥門45。這樣通過反復(fù)改變感壓閥控制油路的油壓，使其恢復(fù)正常。
調(diào)速器油壓裝置設(shè)計(jì)時(shí)須考慮在控制管路設(shè)置過濾器；油壓裝置在充油前須保證液壓管路徹底清掃干凈，驗(yàn)收上要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)；油壓裝置設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮在液壓系統(tǒng)故障時(shí)的手動(dòng)恢復(fù)措施，以提高其可靠性；對于液壓系統(tǒng)的保護(hù)，設(shè)計(jì)上要考慮壓力波動(dòng)、機(jī)構(gòu)振動(dòng)以及保護(hù)可靠性等因素，采取防抖措施避免誤動(dòng)作。