高坝洲电厂调速器主配压阀检修关键过程控制

严家禄，刘维斌，杨 俊，周 敏

(湖北清江水电开发有限责任公司，湖北 宜昌 443000)

1 概 述

1.1 电站概况

高坝洲水电站位于湖北宜昌市宜都市境内，上距隔河岩50 km，下距清江与长江交汇口12 km，距宜昌市中心50 km，与隔河岩电站、水布垭电站一起组成清江干流上的3座大型梯级电站，是隔河岩的反调节电站，是清江干流最下游一个梯级。

枢纽由发电、泄洪、通航三大建筑物组成。大坝为混凝土重力坝，最大坝高57 m，坝顶高程83 m，水库正常蓄水位80 m，水库总库容4.86亿m3。电站为河床式厂房，安装了3台容量为9万kW的轴流转浆式水轮发电机组，设计年发电量8.98亿kW·h。

1.2 调速器系统概况

高坝洲电站机组调速器系统为DFWST-150-4.0-XT型双调节微机调速器，由调速器电气控制柜、油源控制柜、液压控制系统组成，液压控制系统由压油泵电机组、组合阀、主配压阀、事故配压阀、液控阀、YF事故油阀、其他阀门管路以及所控制的接力器组成。3台机组调速器系统共用一套事故备用油源系统。调速器液压系统图如图1所示。

图1 高坝洲电站调速器液压系统图

2 主配压阀

主配压阀结构及动作原理：主配压阀为DFWST150-4.0-ZP型，机械液压柜电液随动系统具有三级液压放大，第一级是伺服电机直线位移转换器，第二级是由引导阀和辅助接力器组成的液压放大器，第三级是由主配压阀和主接力器组成。伺服电机直线位移转换器主要分三部分：电机、联轴套、滚珠丝杆副为第一部分；丝杆螺母与输出杆为第二部分；定位器、转动套、底座为第三部分。直线位移转换器结构采用了较大螺距的滚珠丝杠螺母副作传动机构，将伺服电机的角位移转换为输出杆的直线位移。传动精度好、效率高，不会自锁, 当伺服电机失去电力驱动，转动力矩消失的时候，在定位器的作用下，自动回复到中间位置。电机与滚珠丝杠通过联轴器套相连，丝杠螺母与输出杆相连,定位器通过座上的锥度凹槽，在弹簧力的作用下，驱使输出杆回复到中位，接力器也就能停止在当前开度位置。主配压阀(含引导阀)由阀体、主配压阀活塞与衬套、引导阀活塞与衬套以及开、关机时间调整螺母等组成。主配压阀结构如图2所示。

图2 主配压阀结构图

电机顺时针(或手柄逆时针)转动，伺服电机直线位移转换器输出杆上移，引导阀阀芯在其下部弹簧的向上力的作用下上移，主阀活塞控制油腔与回油接通，主阀活塞在下部油腔的压力和下部弹簧力作用下向上移。这时，主阀衬套相应工作窗口打开，接力器关腔与主阀压力油腔通，接力器开腔与主阀回油腔通，接力器向关侧运动。当电机逆时针转动(或手柄顺时针)时，主配压阀活塞下移，接力器便向开侧运动[1]。动作原理如图3所示。

图3 开、关机动作原理图

主配压阀作为调速器系统的关键部件，在解体检修过程中，关键过程和质量的控制显得尤为重要。解体检修对各处的阀芯和衬套的磨损情况进行检查，并对所有的密封件进行更换。在主配的大修中，以下的关键过程需要重点控制[2]。

3 主配压阀检修关键过程控制

3.1 自动补偿器

自动补偿器位于自复中装置与引导阀之间，两端结构为圆形球头，可补偿伺服电机输出的位移信号在传递给引导阀过程中的不同心量。自动补偿器的2个球头都不允许有轴向的窜动量，否则会影响调速器的调节品质。在拆卸过程中，如果发现有轴向的窜动，可用样冲将两边的球头锁紧，消除轴向窜动量。

3.2 开、关机时间调整

开、关机时间调整螺母与主配压阀的阀芯连接在一起，通过限制主配压阀的阀芯最大位移量来控制主配压阀的最大油口开度，从而控制开、关机动作的快慢。拆卸过程中需做好记号，回装后试验验证开、关机时间是否符合技术要求。如果不符合，需进行调整[3]。开、关机时间测量记录见表1。

表1 高坝洲电站某机组B修后接力器开、关机时间测量记录 s

注：开启时间的测量方法为在导叶开到25%开度时启动秒表，记录从开度为25%到开度为75%的动作时间T1，然后将测得的时间乘以2，即是导叶的最短直线开启时间；将导叶全开，做好准备工作后，投入紧急停机电磁阀，在导叶关到75%开度时启动秒表，记录从开度为75%到开度为25%的动作时间T2，然后将测得的时间乘以2，即是导叶的最短直线关闭时间。

从表1中试验数据可以看出，开、关机时间符合技术要求，无需再次进行调整。

3.3 机械零位调整

机械零位调整是自复中型主配压阀检修后的关键调整点，机械零位调整不合格，调速器在运行过程中将出现接力器的漂移，影响调速器的调节性能，严重将影响调速器的正常运行。机械零位调整过程中，允许有偏关，但不允许有偏开的情况。漂移量测量值不超过接力器全行程的1%[4]。机械零位调整后的试验数据见表2。

表2 高坝洲电站某机组B修后导叶、桨叶主配压阀机械零位调整实验数据记录

注：每次试验时，在每个位置开度，接力器停留10 min，高坝洲电站接力器全行程为900 mm，按照1%的标准，接力器漂移量应控制在9 mm以内。

从试验结果可以看出，接力器漂移量在控制范围以内，机械零位调整合格。

3.4 密封件备品的选用

选用合适、优质的密封件作为液压系统的备品备件显得尤为重要，选对了备品可以大大降低设备故障率、延长主配压阀的大修检修期、保障设备的安全稳定运行。过去所选用的丁晴橡胶材质的“O”形密封圈使用寿命约为10年。建议选用品质更好的氟橡胶“O”形密封圈，使用寿命较丁腈橡胶要长，且性能更优[5]。

4 结 语

主配压阀的检修质量关系到调速器后期的运行品质，关系到机组的稳定运行。把握住关键的过程，控制好检修质量，才能有效降低主配压阀的故障率，延长检修周期，保障机组的长期安全稳定运行。