吴成乾 王强
中国水利水电第十一工程局有限公司 河南 郑州450001
摘要：水力发电对比传统火力发电具有清洁环保、运行成本较低、效率高等优点。水轮机调速器作为水电站发电系统的核心组件，在水力发电中扮演着十分重要的作用，它的可靠性直接决定了水电站的经济效益。随着PLC技术和可编程控制器在工业上广泛应用以及数字液压阀产品的日益成熟。采用可编程微机调速器搭配数字液压阀替代原机械式调速器，将具有动作迅速、高实时性、防卡阀性能强、抗油污能力强、稳定性强等优点，降低水电站的维修成本，为电站提高经济效益。本文希望通过对该水电站技术改造项目的介绍，可以为某些存在相似问题的中小型水电站提供借鉴。
关键词:调速系统;内漏;密封;试验;分段关闭阀
引言
在现阶段的液压系统中，人们用的工作介质一般都是矿物质油，保证其在液压元件中能够有效的进行流动，这样便可以有效传递机床液压的动力和运动。但是，在密封固件中结构形式以及相应的材料和密封槽表面接触中的质量、安装和磨损等产生一系列的影响问题，而且在大部分的矿物质油中会产生较大的过容腔边界，从而导致机床液压系统出现内泄漏的现象。一旦出现此现象，会使得液压系统出现工作异常，致使机床液压系统不能很好地运作。
1水轮发电机组应用调速器的具体原理
通常情况下，水轮发电机由于能够产生更大的发电量会被大电网准入。电力系统的负荷并不固定，发电机组并网之后其发电能力要随时根据电网负荷做出调整，系统可以在正常功率内正常运行，并且系统频率可以保持稳定。如果功率平衡等级时，可以调节系统频率解决这一问题。电力系统以此调频需要借助调速器来完成，水电机组离不开调速器，火电机组也是如此。
2水电站调速系统内漏危害
水电机组调速器液压系统漏油有外漏和内漏两种情况。外漏主要是油管破裂、接头松动、紧固不足等情况造成的，只需运行维护人员在机组状态条件允许的情况下，做好安全保证措施即可处理;而内漏主要是液压系内部串联、并联的球阀、主配压阀、液压插装阀、接力器等设备内部零部件或密封老化、损坏造成的，往往比较隐秘，不易被发现，需要完整的试验流程，甚至借助超声波流量计等仪器进行检测，才能够准确查找和排除。
3故障诊断方式
目前我国机床液压系统中，发生内泄漏的情况很难被发现，而且其中造成内泄漏的原因与液压阀之间存在着很大的关系。由于液压系统中发生具体内泄漏量需要利用液压缸和工作装置位移量指标进行相应的衡量。同时在当前我国行业标准准则中，明确的规定了对典型的机床液压缸和工作装置位移量的具体操作。在实际的应用过程中，如果说发生了工作装置位移量明显大于标准值的情况下，可以准确判断出是由于液压系统的内泄漏差生的。针对其发生的故障和问题完全可以采用经验诊断法以及试验法和相关分析法，在对液压缸不进行拆卸的基础上，可以有效的对其内泄漏的故障进行准确的判断。根据其中的经验诊断法可以通过检查和询问来进行有效的判断，询问指的就是询问操作人员发生故障的具体情况，大致了解出现异常的部位。同时还需要详细了解具体发生的那些异常的现象，是突发还是渐发故障。如果是突发故障，那么其中主要的原因就是液压系统内部遭受到了一定的污染，还有可能就是荷载产生的液压阀以及密封阀失去其主要的功能所导致的。如果是渐发性的配件故障，那么通常情况下是由于密封固件产生了一定磨损导致的。“检”指的就是维修人员对液压系统进行全面的检查，首先及时将非泄漏性导致的故障进行排除，随后对液压油的污染程度进行核查，没有问题需要对液压的转换阀进行具体的操作，以便使得液压缸的运作达到极限，这样可以有效地对其压力进行观察，如果压力没有达到标准值，则需要对安全阀压力进行简单的调试。如果是还没有发生任何的变化，那么便可以判断是否为液压缸的泄漏问题。
4水电站调速系统内漏处理及改进建议
4.1优化现场安装和调速
为了确保液压系统管路的清洁度，需要在配管后对液压系统进行冲洗，再对冲洗后的油液检测合格后，开始对液压阀集成块和阀体进行安装。项目组和水电站技术人员对调速器系统进行调试，并做静态试验进行验证，使用试验仪器模拟给调速器加入频率信号，模拟导叶开度变化。现场调试，再完成对液压和电控系统的调试，模拟后，该电站目前已投入正常使用。
4.2减小发电机组运行负荷
发电机组运行负荷过大发电机组运行操作人员的具体操作办法可以处理这一故障，负荷超出限制值时，机组操作人员可以在许可范围内加大额定值，可以有效控制事故进一步发生。稳定之后在第一时间与生产商取得联系，获取调试器程序更改办法，要迅速解决故障才能让事故发生在可控范围内。之后可以安装超负荷报警系统，一旦出现问题可以及时做出处理，避免不必要的损失。
4.3优化液压集成块的设计和制作
为了满足适配、过渡、扩展液压油路接口以及合理简化管路和优化设备布局的作用，可使不同口径的管接、液压阀等元件匹配起来，系统设计需要使用液压集成块。为了满足相邻孔之间的材质具有一定强度，同时还要致密无裂纹、夹灰，以确保相互间在可能的高油压差状态下不发生渗、泄漏等现象。我们使用35号优质中低碳钢，这样的选材的考虑是基于这种锻件具有近似45号钢的机械强度，又易于锻压并能减少过程中的夹灰及裂纹的产生，这种锻件适合油路结构紧凑的阀块。
4.4严控制造、加工质量
调速器液压系统中一些间隙密封，以及由于加工装配误差、磨损不均和零件工作变形等产生的缝隙，它们因工作时动作磨损而逐渐增大。当油流经这些缝隙时，必然引起泄漏。液压系统各元件生产过程中，严格控制加工精度，同时尽量缩小装配误差，对新投入使用的液压系统必须认真清洗后，才可使用，以消除装配时留下的各种杂质、污物，减小液压系统运行中的磨损。加工制造时保证液压插装阀各控制腔之间有足够的强度，防止机组运行过程中，液压插装阀阀体内暗管之间被油压击穿，威胁机组的安全稳定运行。运用设备趋势分析系统，跟踪液压系统运行规律。利用设备趋势分析系统，查看各台机组运行时的油泵加载间隔时间和机组停机备用时自启使能时间间隔等历史数据，生成折线图等图表，实时跟踪，定期分析。运行维护人员进行机组巡检时，记录回油箱油温、主配压阀调节频率，以辅助判断调速系统内漏量的变化情况。
结束语
水电站调速器液压系统内漏是比较常见的问题，同时又是影响调速系统安全稳定运行的一个比较严重的缺陷。要分析、控制、减小调速系统的内漏量，首先要在设计、制造、加工装配等方面做好管理工作;其次运行维护人员必须充分了解整个液压系统的动作原理、结构特点和元件及材料配置情况;最后重中之重是对调速系统各阀组的密封件进行闭环跟踪管理，在密封失效前进行“预防性检修”，提出有针对性的措施，可有效控制液压系统内漏问题。水电站运行维护人员及时发现调速系统内漏，并积极分析处理，提升调速系统稳定运行特性，保证水电站机组安全可靠运行。
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