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基于插裝閥的事故停機(jī)裝置
陜西黃河集團(tuán)有限公司 董惠珍 張曉玲 2014/3/26 13:43:07
摘要：本文將成熟的邏輯插裝技術(shù)靈活應(yīng)用到了水輪機(jī)事故停機(jī)裝置，開發(fā)出新型事故停機(jī)裝置，其動作靈敏、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)泄露量小、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，已在數(shù)個水電廠得到成功應(yīng)用，受到用戶好評。
關(guān)鍵詞：插裝閥；事故停機(jī)裝置；水輪機(jī)；
1.引言
水輪機(jī)組事故停機(jī)裝置，是在水輪機(jī)調(diào)速器緊急停機(jī)裝置失效時，關(guān)閉導(dǎo)葉，實現(xiàn)可靠的事故停機(jī)，保證機(jī)組的安全。傳統(tǒng)的事故停機(jī)裝置采用滑動活塞式結(jié)構(gòu)的事故配壓閥，油路上與調(diào)速器的油路并聯(lián)，在調(diào)速器不能動作時，事故配壓閥動作由壓力油源直接向接力器供油，關(guān)閉導(dǎo)葉。這種事故配壓閥一般和低油壓調(diào)速器配套使用，使用相同的低壓油源，在實現(xiàn)一定操作功時需要較大的流量，所以體積較大。一般由各廠家自行制造，不能形成批量，制造精度難以保證，制造成本偏高。由于事故停機(jī)裝置不經(jīng)常動作，容易產(chǎn)生濾餅效應(yīng)、液壓卡阻力而使活塞發(fā)卡、動作失靈，加工組裝過程中，對閥內(nèi)的滑動活塞、襯套的同軸度、橢圓度、配合間隙等精度要求較高，為改善互換性差等問題，通常有意加大配合間隙，這樣又形成間隙滲油引起內(nèi)泄露量增加。另外，在油路上要與調(diào)速器的油路并聯(lián)，且油路通徑較大，現(xiàn)場布管復(fù)雜，且為方便布管，一般將事故配壓閥常裝設(shè)在水輪機(jī)層的水輪機(jī)室旁，不便手動操作。
近來，提高壓力等級、采用液壓標(biāo)準(zhǔn)元件的高油壓調(diào)速器在中小型機(jī)組上成功應(yīng)用，并有向較大型機(jī)組發(fā)展的趨勢。在將高油壓調(diào)速器應(yīng)用到較大機(jī)組時，一般也應(yīng)設(shè)有事故停機(jī)裝置，傳統(tǒng)的事故停機(jī)裝置很顯然不能適應(yīng)這一變化，研制性能可靠、適應(yīng)高油壓和采用液壓標(biāo)準(zhǔn)元件的事故停機(jī)裝置勢在必行。不僅、成本低、布管簡便、操作方便，而且為高油壓調(diào)速器應(yīng)用到較大型機(jī)組創(chuàng)造了條件。所以這種事故停機(jī)裝置將具有很好的應(yīng)用前景。
2. 基于插裝閥的水輪機(jī)事故停機(jī)裝置
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圖1為基于插裝閥的水輪機(jī)事故停機(jī)裝置原理圖。
如圖1所示，將兩只插裝閥(V1、V2)串聯(lián)在高油壓調(diào)速器換向閥與接力器的油路上，即兩只插裝閥分別串聯(lián)在接力器在開機(jī)腔和關(guān)機(jī)腔，將另外兩只相同通徑的插裝閥(V3、V4)并聯(lián)與接力器的開機(jī)腔和關(guān)機(jī)腔，插裝閥V3的一端接接力器，另一端接高壓油源，插裝閥V4的一端接接力器，另一端接回油，四只插裝閥的啟閉由引導(dǎo)閥V5控制，正常運行時串聯(lián)的兩只插裝閥V1、V2開啟、并聯(lián)的兩只插裝閥V3、V4關(guān)閉，事故停機(jī)時，引導(dǎo)閥V5換向，插裝閥V1、V2關(guān)閉、插裝閥V3、V4開啟，此時，調(diào)速器被切除，接力器由插裝閥直接控制，使接力器的關(guān)機(jī)腔通壓力油、開機(jī)腔通回油，實現(xiàn)可靠的事故停機(jī)。引導(dǎo)閥V5可遠(yuǎn)方電氣控制也可手動操作，插裝閥V4帶行程調(diào)節(jié)，可以通過調(diào)節(jié)回油流量，來調(diào)節(jié)事故停機(jī)的速度，以保證機(jī)組滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求。四只插裝閥和引導(dǎo)閥都可裝設(shè)在調(diào)速器機(jī)柜內(nèi)，油路的串并聯(lián)在調(diào)速器內(nèi)相應(yīng)的集成塊內(nèi)實現(xiàn)，無明管，布置簡單、操作方便。
正常運行時，電磁換向閥V5處于圖1示位置，插裝閥V3、V4的控制腔通壓力油使V3、V4主油路與系統(tǒng)油路切斷；插裝閥V1、V2的控制腔通排油使V1、V2主油路兩個方向油液可自由流動。事故停機(jī)時引導(dǎo)閥V5換向，插裝閥V1、V2的控制腔通壓力油使V1、V2主油路與控制油路隔離，此時接力器只受V3、V4控制，而插裝閥V3、V4的控制腔通排油使V3、V4主油路兩個方向油液可自由流動，這時壓力油從V3進(jìn)入接力器使接力器向關(guān)機(jī)側(cè)運動，回油由V4進(jìn)入油箱，實現(xiàn)停機(jī)。
3. 基于插裝閥的水輪機(jī)事故停機(jī)裝置特點
1)動作靈敏
傳統(tǒng)的滑閥式事故停機(jī)裝置的壓力油是作用在事故停機(jī)裝置前端的油閥上的，其油閥和配壓閥都是通過同一控制油控制的，而且還存在一個動作匹配的問題。而基于插裝閥的水輪機(jī)事故停機(jī)裝置，事故油源直接被封閉在事故停機(jī)裝置插裝閥的頂部，當(dāng)事故停機(jī)裝置動作時，壓力油可以直接通過插裝閥作用到接力器上，這樣就避免了油閥這一中間環(huán)節(jié)，使其動作更加靈敏。
2)可靠性更高
一般是水輪發(fā)電機(jī)的最后一道保護(hù)，所以其可靠性的高低至關(guān)重要。傳統(tǒng)事故停機(jī)裝置無論是配壓閥還是其前端的油閥都是滑閥式結(jié)構(gòu)，滑閥對油質(zhì)的要求比較高，并且所有滑閥都存在發(fā)卡的隱患。而基于插裝閥的水輪機(jī)事故停機(jī)裝置能可靠地避免閥芯發(fā)卡的隱患，更大限度地提高可靠性。
3)結(jié)構(gòu)簡單
傳統(tǒng)的滑閥式水輪機(jī)事故停機(jī)裝置是由多級滑閥集成的一套閥組，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且對其閥芯、閥體加工精度的要求也較高。而插裝閥的閥體、閥芯只有一個研磨的配合面，其加工精度要求較低，且結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)簡單，成本相對降低。
4)內(nèi)泄露量小
傳統(tǒng)事故停機(jī)裝置普遍采用滑閥結(jié)構(gòu)，靠滑閥的配合面防止內(nèi)泄露，雖然其（未完，下一頁）
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