電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥在南山電站應(yīng)用

                     電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥在南山電站應(yīng)用

                       上海申弘閥門(mén)有限公司

1、之前介紹減壓閥入口壓力小于設(shè)定值，現(xiàn)在介紹電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥在南山電站應(yīng)用工程概況
南山水電站位于泰順縣羅陽(yáng)鎮(zhèn)境內(nèi)的仙居溪支流南山溪上，電站距泰順縣城約12km.整個(gè)工程由水庫(kù)、發(fā)電引水隧洞、壓力明管、電站廠房等建筑物組成，設(shè)計(jì)水頭為177.58m，裝機(jī)容量為2×2500kW，水輪機(jī)型號(hào)為HLA542—WJ—80，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFW2500—6／1430，工程以發(fā)電為單一任務(wù)。
電站發(fā)電輸水隧洞沿南山溪大崗頭山脊布置，總長(zhǎng)約1.96km，壓力明管長(zhǎng)270m，由于受地形條件限制，設(shè)計(jì)中采用不設(shè)調(diào)壓室方案。
2、電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥在南山電站應(yīng)用設(shè)置調(diào)壓閥的原因
由于南山電站工作水頭較高，在不設(shè)置調(diào)壓室的情況下，電站在運(yùn)行中可能會(huì)遇到由于各種事故，引起機(jī)組突然與系統(tǒng)解列，發(fā)生甩負(fù)荷的情況。在甩負(fù)荷時(shí)，由于導(dǎo)葉迅速關(guān)閉，水輪機(jī)的流量急劇變化，水輪機(jī)壓力引水系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生水擊，此時(shí)產(chǎn)生的大水擊壓力上升對(duì)壓力引水系統(tǒng)的強(qiáng)度影響特別強(qiáng)烈，嚴(yán)重的會(huì)破壞引水系統(tǒng)，引發(fā)事故，因此必須選擇其他方式來(lái)限制水擊壓力升高。
通常限制水擊壓力升高的方法主要有設(shè)置調(diào)壓室、裝設(shè)調(diào)壓閥、改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律（采用導(dǎo)葉二段關(guān)閉）等。導(dǎo)葉二段關(guān)閉法在低水頭電站應(yīng)用較多。而對(duì)于高水頭電站，多采用設(shè)置調(diào)壓室來(lái)調(diào)節(jié)水擊壓力，但調(diào)壓室建造投資大、工期長(zhǎng)，特別容易受地質(zhì)、地形等條件限制，故對(duì)興建調(diào)壓室有困難的，且導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間Tw≤12s的中小型電站可考慮以調(diào)壓閥代替調(diào)壓室。調(diào)壓閥的作用在于：在機(jī)組甩負(fù)荷導(dǎo)葉快速關(guān)閉的同時(shí)相應(yīng)地打開(kāi)泄流，從而降低水錘壓力的上升，待導(dǎo)葉全關(guān)后，再緩慢關(guān)閉，使引水系統(tǒng)的流量緩慢變化，防止引水系統(tǒng)水壓升高及機(jī)組飛車(chē)。

水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)的故障分析，水輪發(fā)電機(jī)的日常維護(hù)和檢修工作可以從正常運(yùn)行時(shí)的檢查和停機(jī)保養(yǎng)兩方面進(jìn)行，并堅(jiān)持日常的清除雜物、注油除銹、緊固螺釘、更換破損零部件的工作。 
（1）水輪發(fā)電機(jī)組的檢查：水輪機(jī)的外殼是否完好，有無(wú)開(kāi)裂情況出現(xiàn)，連接螺栓是否有松動(dòng)；傳動(dòng)裝置、調(diào)速器及水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分是否能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)；聯(lián)軸器的連接有無(wú)異常，傳動(dòng)帶接頭是否牢固，傳動(dòng)帶的松緊程度是否滿足運(yùn)行要求；檢查全部閥門(mén)和導(dǎo)葉是否在關(guān)閉位置；各軸承及潤(rùn)滑部位是否按要求進(jìn)行潤(rùn)滑，油質(zhì)及油面應(yīng)符合要求。對(duì)電氣部分的檢查：檢查發(fā)電機(jī)和控制屏的接線是否安全，絕緣有無(wú)破損現(xiàn)象；轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并仔細(xì)判斷有無(wú)異常摩擦或者撞擊等不正常的響聲；檢查電刷與集電環(huán)或者換向器的接觸是否良好，電刷壓力是否適當(dāng)，電刷在刷握中的活動(dòng)是否正常；檢查各開(kāi)關(guān)的分合是否靈活，各熔斷器的熔體是否已經(jīng)全部插上?？刂破辽先块_(kāi)關(guān)的位置應(yīng)正確，使發(fā)電機(jī)處于空載狀態(tài)。
（2）水輪發(fā)電機(jī)的日常維護(hù)： 根據(jù)水電站機(jī)組的運(yùn)行情況，定期對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行必要的清掃，保持水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備的清潔，做到四周無(wú)雜物、無(wú)積水和及時(shí)處理掉有可能導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的安全隱患。例如，定期切換壓油裝置的油泵和導(dǎo)軸承油泵，以防電動(dòng)機(jī)受潮；調(diào)速器的各杠桿連接處要定期注油，以防止銹蝕現(xiàn)象；各汽水分離器要定期放水；定期清掃橡膠水導(dǎo)軸承潤(rùn)滑水的過(guò)濾器，防止雜物堵塞；機(jī)組備用時(shí)，定期做橡膠水導(dǎo)軸承備用潤(rùn)滑水的投入試驗(yàn)；定期向蝶閥軸承注油。此外，對(duì)于多泥沙的河流，要注意觀察泥沙對(duì)軸承、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪等的磨損；北方電站在冬季運(yùn)行時(shí)，要注意防止冰塊對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的破壞。

（3）管理人員做好檢查防護(hù)工作 對(duì)發(fā)電站的管理和技術(shù)人員要定期進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高其理論水平、故障分析和實(shí)際操作能力。在培訓(xùn)中，可以根據(jù)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修、維護(hù)、保養(yǎng)、故障處理等不同的工作內(nèi)容對(duì)相關(guān)人員制定不同的培訓(xùn)計(jì)劃、開(kāi)展培訓(xùn)活動(dòng)。目前有效的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)辦法有技術(shù)問(wèn)答、現(xiàn)場(chǎng)考問(wèn)講座、技術(shù)講座、培訓(xùn)班、故障分析、實(shí)際操作和基本功表演等。可以通過(guò)簽訂師徒合同的形式，對(duì)電站的新人進(jìn)行培訓(xùn)。此外，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行管理和監(jiān)督工作，應(yīng)該根據(jù)發(fā)電廠管理體制、值班方式的具體情況，專(zhuān)門(mén)單位的專(zhuān)人擔(dān)任，其職責(zé)分工，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程中明確規(guī)定。對(duì)于“無(wú)人值班”電廠的發(fā)電機(jī)及其電氣機(jī)械儀表的巡視檢查和表計(jì)記錄應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程中明確規(guī)定。 水輪發(fā)電機(jī)是整個(gè)發(fā)電站的主要設(shè)備之一，能否保證水輪發(fā)電機(jī)、正常運(yùn)行會(huì)直接影響到水電站的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，工作人員在日常的工作使用中，一定要嚴(yán)格遵守水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行使用規(guī)程，科學(xué)使用，做好必要的日常維護(hù)、維修工作，防患于為然，每一環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把關(guān)，保證整個(gè)工作順利開(kāi)展。只有做到使用正確維護(hù)及時(shí)，才能使水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，延長(zhǎng)它的使用壽命，使水電站的安全生產(chǎn)得到有力的保障，只有這樣才能為發(fā)電廠提供一個(gè)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行環(huán)境，保證電力能源的順利供給，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步，同時(shí)也為發(fā)電廠創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3、調(diào)壓閥選擇及應(yīng)用
3.1調(diào)壓閥的選擇
南山電站導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間的設(shè)計(jì)值T為8s，符合上面提到導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間Tw≤12s的要求，且無(wú)調(diào)壓室，經(jīng)多方計(jì)算和比較選擇確定，南山電站調(diào)壓設(shè)施采用調(diào)壓閥作為調(diào)壓方式，調(diào)壓閥選擇TFW250A／ZD型號(hào)。
3.2調(diào)壓閥在應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題及處理方法
TFW250A／ZD型調(diào)壓閥采用全油壓控制，原設(shè)計(jì)中有1個(gè)節(jié)流孔用于整定調(diào)壓閥的關(guān)閉時(shí)間。由于調(diào)壓閥是后來(lái)增加的項(xiàng)目，調(diào)速器廠家和調(diào)壓閥廠家未能及時(shí)溝通，造成節(jié)流孔實(shí)際并不存在，調(diào)壓閥關(guān)閉時(shí)間不能調(diào)整，且調(diào)壓閥全行程不能達(dá)到廠家65mm的要求，實(shí)際調(diào)壓閥的行程只有45mm.對(duì)于調(diào)速器和調(diào)壓閥的開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間，設(shè)計(jì)調(diào)保計(jì)算的要求為：無(wú)水狀態(tài)下調(diào)速器快關(guān)（99%～0）和調(diào)壓閥快開(kāi)時(shí)間（0～99%）為8.5s，調(diào)壓閥慢關(guān)時(shí)間（99%～0）為19s；2臺(tái)機(jī)組聯(lián)甩額定負(fù)荷時(shí)壓力上升率控制在20%以下，轉(zhuǎn)速上升率控制在55%以下。按設(shè)計(jì)要求，這2臺(tái)調(diào)壓閥開(kāi)啟時(shí)間和開(kāi)度都達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，實(shí)測(cè)快開(kāi)啟時(shí)間為6s，開(kāi)度為45mm.經(jīng)分析，系兩者的油缸大小不匹配，調(diào)壓閥的排油不能全部進(jìn)入調(diào)速器的油缸，致使調(diào)壓閥排油不盡，從而影響開(kāi)度。此時(shí)如果要求廠家重新制作更換調(diào)壓閥將會(huì)嚴(yán)重拖延發(fā)電時(shí)間，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，所以只能先從技術(shù)上在考慮是否可以通過(guò)更改調(diào)速器主接力器時(shí)間來(lái)滿足與調(diào)壓閥的協(xié)聯(lián)。
針對(duì)以上情況，技術(shù)人員重新進(jìn)行調(diào)節(jié)保證計(jì)算復(fù)核調(diào)整，并對(duì)調(diào)速器和調(diào)壓閥的開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行整定，整定后的參數(shù)為：調(diào)速器快關(guān)時(shí)間為8.30s～8.38s，調(diào)壓閥慢關(guān)時(shí)間為24.50s～46.50s.廠家技術(shù)人員按這要求對(duì)時(shí)間參數(shù)重新設(shè)置后，再次測(cè)得臺(tái)機(jī)組主接力器關(guān)閉時(shí)間和調(diào)壓閥0～45mm的啟、閉時(shí)間（見(jiàn)表1），從2臺(tái)機(jī)組的主接力器與調(diào)壓閥接力器靜態(tài)協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線（見(jiàn)圖1、圖2）可以看出調(diào)速器和調(diào)壓閥協(xié)聯(lián)較好，能夠滿足要求。

4、對(duì)調(diào)壓閥進(jìn)行聯(lián)機(jī)測(cè)試
在調(diào)速器和調(diào)壓閥協(xié)聯(lián)滿足協(xié)聯(lián)要求后，接下來(lái)就要進(jìn)行調(diào)壓閥實(shí)際使用性能測(cè)試，測(cè)試方法主要是2臺(tái)機(jī)進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)，看調(diào)壓閥是否能正常工作，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)能否滿足設(shè)計(jì)要求。
測(cè)試過(guò)程，機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)機(jī)組蝸殼壓力表處?kù)o水壓讀數(shù)為1.908MPa（194.7m水柱）。1號(hào)機(jī)單機(jī)帶額定負(fù)荷時(shí)導(dǎo)葉開(kāi)度為62.0%，甩負(fù)荷過(guò)程中蝸殼壓力大值為2.089MPa，上升率為9.49%，機(jī)組高頻率為73.16Hz，上升率為46.32%；2號(hào)機(jī)單機(jī)帶額定負(fù)荷時(shí)導(dǎo)葉開(kāi)度為61.6%，甩負(fù)荷過(guò)程中蝸殼壓力大值為2.124MPa，上升率為11.32%，機(jī)組高頻率為72.06Hz，上升率為44.12%。從記錄結(jié)果看，壓力上升率都在控制要求的20%以下，轉(zhuǎn)速上升率也控制在55%以下，都滿足設(shè)計(jì)要求。
當(dāng)1號(hào)機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)開(kāi)始，機(jī)組導(dǎo)葉快速關(guān)閉的同時(shí)，調(diào)壓閥迅速打開(kāi)，經(jīng)過(guò)6.3s左右導(dǎo)葉全關(guān)，此時(shí)調(diào)壓閥的開(kāi)度為57%，行程為45×57%=25.65mm，隨后調(diào)壓閥緩慢關(guān)閉，經(jīng)過(guò)12.7s全關(guān)。蝸殼壓力大值出現(xiàn)在3.8s的時(shí)候，而機(jī)組轉(zhuǎn)速幾乎同時(shí)也達(dá)到大值。2號(hào)機(jī)甩負(fù)荷過(guò)程曲線與1號(hào)機(jī)相似。
2臺(tái)機(jī)聯(lián)甩99%額定負(fù)荷時(shí)（機(jī)組電氣過(guò)速保護(hù)動(dòng)作，其整定值為150%額定轉(zhuǎn)速）機(jī)組高轉(zhuǎn)速77.504Hz，上升率55.01%；蝸殼高水壓2.292MPa，上升率20.13%；甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)調(diào)保計(jì)算要求。如果調(diào)壓閥全開(kāi)的行程能達(dá)到65mm，通過(guò)調(diào)壓閥泄掉的流量會(huì)更大，蝸殼水壓的上升將會(huì)更好地得到控制。
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥電動(dòng)活塞式調(diào)流調(diào)壓閥是我上海奇高閥門(mén)制造有限公司在消化吸收的基礎(chǔ)上，研制而成的產(chǎn)品。它兼具流量控制、減壓穩(wěn)壓控制、泄壓持壓控制、放空消能等多種功能。
HS941X電動(dòng)活塞式調(diào)流調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)新穎、性能、運(yùn)行可靠，可廣泛用于水利水電、冶金、石化、水司、市政、環(huán)保等行業(yè)各類(lèi)供排水系統(tǒng)。
用途
電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥是借鑒德國(guó)、日本經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造及實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)流體力學(xué)特性而開(kāi)發(fā)出來(lái)的調(diào)速調(diào)壓型閥門(mén)。已經(jīng)在電站、引水、供水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的本系列流量調(diào)節(jié)閥不但適用于清水，對(duì)于天然江河湖泊水、輕度污水具有良好的耐受能力。從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料選用上解決了多年來(lái)流量調(diào)節(jié)閥易結(jié)垢，卡阻，驅(qū)動(dòng)裝置偏大的難題。

電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥主要用在水廠、電廠、引水工程等介質(zhì)為水的管網(wǎng)系統(tǒng)，起調(diào)節(jié)管道介質(zhì)流量、流態(tài)以及調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力的作用。電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥特點(diǎn) 該閥*于傳統(tǒng)流量調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就在于它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用使其不怕污水堵塞滑道，不怕結(jié)垢現(xiàn)象，不易卡阻。驅(qū)動(dòng)裝置明顯減小。該閥可自動(dòng)調(diào)節(jié)預(yù)先設(shè)定的管道介質(zhì)參數(shù)值，使之在一定精度內(nèi)保持恒定，且精度范圍也可以進(jìn)行調(diào)整。該閥具有良好的耐氣蝕特性，閥體內(nèi)壁的筋板兼有整流板的作用，可以分散水流，防止氣蝕。同時(shí)，也減小了閥門(mén)的噪音和活塞的振動(dòng)。該閥的控制系統(tǒng)可采用集成電子電路，體積小，可靠性好，靈敏度高，安裝調(diào)試方便。全關(guān)滲漏量為零，可作為截止閥使用。不必另設(shè)其他截止閥門(mén)。如控制程度及精度要求不是很高，該閥的控制可以采用手動(dòng)或普通電動(dòng)形式。可以臥式安裝，也可以立式安裝。

5、結(jié)論
通過(guò)調(diào)整后，南山電站調(diào)壓閥能夠進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)事故狀態(tài)下的水擊壓力，運(yùn)行情況良好。比較調(diào)壓閥和設(shè)置調(diào)壓室使用效果，雖然調(diào)壓效果不如調(diào)壓室理想，但并不影響工程性能，相對(duì)調(diào)壓室的建設(shè)來(lái)說(shuō)，調(diào)壓閥價(jià)格僅為調(diào)壓井造價(jià)的1／10，取消龐大的調(diào)壓井建設(shè)，不僅節(jié)約三材，還縮短了工期，相信在今后的高水頭中小水電站中應(yīng)該會(huì)得到逐步推廣使用。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：水輪機(jī)減壓閥