壓力補(bǔ)償型調(diào)速器液壓裝置及系統(tǒng)的特點(diǎn)

    壓力補(bǔ)償型調(diào)速器液壓裝置及系統(tǒng)的特點(diǎn)解素欣15！水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研宄院，長(zhǎng)沙市，410007湖南省槽補(bǔ)氣裝置高壓空壓機(jī)貯氣罐及為之配備的管路管件及自動(dòng)化元件等設(shè)備，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和流量，以操作水輪機(jī)導(dǎo)葉進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。此技術(shù)不僅為電站節(jié)省設(shè)備投資上百萬元，同時(shí)減少了運(yùn)行人員的維護(hù)維修工作量及運(yùn)行維修費(fèi)用，也減少了安全事故的發(fā)生點(diǎn)，提高了運(yùn)行的可靠性。

　　1概述電力系統(tǒng)的負(fù)荷是不斷變化的，負(fù)荷的變化將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的波動(dòng)，因此必須根據(jù)負(fù)荷的變動(dòng)不斷地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的功率輸出，并維持水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。這過程稱之為水輪機(jī)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的途徑就是改變導(dǎo)葉域噴針槳葉等的開度，水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器系統(tǒng)正是擔(dān)起了這項(xiàng)任務(wù)。在調(diào)速器系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)是操作系統(tǒng)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉的開度由液壓操作系統(tǒng)的執(zhí)行元件接力器來進(jìn)行操作。

　　2常規(guī)的調(diào)速器液壓裝置在調(diào)速器液壓系統(tǒng)中，油壓裝置是個(gè)很重要的設(shè)備，它由壓力油槽回油箱油栗般為齒輪油泵閥門儀等組成。壓力油槽是個(gè)蓄能容器，是水輪機(jī)調(diào)節(jié)的能源，壓力油槽中的容積有3040是透平油，其余6070是壓縮空氣，用壓縮空氣和油共同形成的壓力來提供機(jī)組進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，操作機(jī)構(gòu)所需要的工作力。壓力油槽的壓力油通過管路調(diào)速器的放大元件主配壓閥等，至水輪機(jī)操作機(jī)構(gòu)的接力器，回油至回油箱。在壓力油槽上設(shè)置了壓力整定值和油位整定值。當(dāng)水輪機(jī)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)后，壓力油槽中所消耗的油當(dāng)下降到油位整定值時(shí)，由油泵進(jìn)行補(bǔ)充；所消耗的空氣漏氣等使壓力油槽的壓力下降則由電磁空氣閥等組成的補(bǔ)氣裝置接通高壓壓縮空氣管路，借助于專用設(shè)備高壓貯氣罐來補(bǔ)充，以維持壓力油槽的壓力及定比例的空氣量。采用油氣泵或進(jìn)氣閥可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)氣，但效率低，只適用于小型組合式油壓裝置。大型油壓裝置都采用貯氣罐補(bǔ)氣，安裝和檢修后的充氣均由空壓機(jī)來進(jìn)行。

　　因此，在大中型電站設(shè)計(jì)中，均配置了高壓空壓機(jī)高壓貯氣罐以及高壓壓縮空氣系統(tǒng)所必須的自動(dòng)化元件等設(shè)備。

　　3壓力補(bǔ)償型液壓裝置3.1結(jié)構(gòu)組成壓力補(bǔ)償型液壓裝置與上述完全不同，它由軸向活塞油泵壓力補(bǔ)償裝置集油箱過濾器閥門儀等組成。

　　在液壓裝置的集油箱上，裝有2臺(tái)可調(diào)式活塞油泵，1臺(tái)工作1臺(tái)備用。油泵用來直接提供機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)所需要的工作能量，無需設(shè)置壓力油槽。從油泵出來的壓力油，通過可編程微機(jī)調(diào)速器控制的比例閥等，至水輪機(jī)操作機(jī)構(gòu)的接力器。每臺(tái)油泵的流量視機(jī)組的操作容量操作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)容量+操作槳葉容量而定。操作容量小的可以選擇單級(jí)泵，操作容量大的可以選多級(jí)泵串聯(lián)。每臺(tái)油泵無論為幾級(jí)，均由1臺(tái)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。

　　壓力補(bǔ)償裝置威稱壓力調(diào)節(jié)器用以整定泵的流量調(diào)節(jié)壓力，壓力調(diào)節(jié)范圍335，并有多種選擇如恒定壓力控制；恒定功率控制；負(fù)荷檢測(cè)控制；壓力調(diào)節(jié)器遠(yuǎn)動(dòng)控制；壓力調(diào)節(jié)器并聯(lián)運(yùn)行等。

　　壓力補(bǔ)償裝置和可調(diào)活塞泵并聯(lián)運(yùn)行的方式適用于多級(jí)栗。

　　過濾器用于過濾油中的雜質(zhì)，以防比例閥堵塞，可以在設(shè)備運(yùn)行中更換，無需停機(jī)。

　　3.2工作原理在可調(diào)式油栗上，設(shè)計(jì)了軸向活塞旋轉(zhuǎn)斜盤，此斜盤主要用來移動(dòng)施加荷載，是個(gè)打開液體回路的裝置。泵輸出的流量是和斜盤的位置成比例的，并在零至最大輸出之間無級(jí)變化，下面僅以恒定功率控制為例說明其工作原理，如附。

　　恒定功率控制相對(duì)于工作壓力而言，實(shí)際上是控制泵的輸出容量。因此，在個(gè)恒定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)，不能超過功率裝置預(yù)先整定的值，目巧=常數(shù)，其中巧為工作壓力，1為排油量。

　　工作壓力提供個(gè)力，通過控制活塞，的里面作用到搖臂上，外部調(diào)節(jié)彈簧對(duì)搖臂的另側(cè)又提供個(gè)力，這個(gè)力取決于功率整定值。

　　如果工作壓力超出整定的彈簧力則壓力補(bǔ)償裝置經(jīng)由搖臂操作控制閥③移動(dòng)活塞⑤的油路與工作油壓接通，油泵向的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，流量減少，旋轉(zhuǎn)斜盤，移動(dòng)向控制活塞施加荷載，減少了搖動(dòng)臂上的有效力矩。同樣，當(dāng)輸出流量被減少時(shí)，也允許工作壓力以相同的比例上升，尸=常數(shù)使系統(tǒng)達(dá)到平衡。

　　4運(yùn)行情況此種壓力補(bǔ)償型液壓裝置及其組成的調(diào)速器液壓系統(tǒng)在湖南省的尚灘水電站已經(jīng)運(yùn)行了4年多的時(shí)間，經(jīng)運(yùn)行證明安全穩(wěn)定可靠。

　　高灘電站機(jī)組為燈泡貫流式機(jī)組，單級(jí)容量19 MW，額定水頭8.5m，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑5.3m.壓力補(bǔ)償型液壓裝置的軸向活塞油泵由級(jí)組成，壓力補(bǔ)償裝置與油泵并聯(lián)運(yùn)行其運(yùn)行方式為1機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行，不進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)速器液壓系統(tǒng)內(nèi)只有壓力，無流量，即油管內(nèi)油不流動(dòng)實(shí)際上由于某些元件如電磁閥等漏油及泵本身的潤(rùn)滑，泵的內(nèi)部有少量統(tǒng)的要求，由調(diào)速器控制系統(tǒng)控制的比例閥動(dòng)作，液壓系統(tǒng)內(nèi)有了流量，即油流動(dòng)，壓力降低，這時(shí)油泵的旋轉(zhuǎn)斜盤馬上跟著移動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，使系統(tǒng)又達(dá)到新當(dāng)油泵不運(yùn)行，壓力為零時(shí)，斜盤在彈簧的作用下，回到啟動(dòng)位置，即油缸最大工作容量的位置。

　　此系統(tǒng)運(yùn)行以來，系統(tǒng)無故障，設(shè)備無檢修。

　　機(jī)組在試運(yùn)行期間，做了甩負(fù)荷試驗(yàn)空載擾動(dòng)試驗(yàn)快速關(guān)機(jī)試驗(yàn)等，從電腦自動(dòng)記錄的示波形中分析看出無論導(dǎo)葉為段關(guān)閉還是段關(guān)閉，或整定關(guān)閉時(shí)間的長(zhǎng)短，其形都是光滑的，說明接力器無擺動(dòng)，油壓穩(wěn)定，油泵滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求。

　　5系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn)由壓力補(bǔ)償型液壓裝置組成的調(diào)速器液壓系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)1取消了常規(guī)調(diào)速器液壓裝置的壓力油槽；2取消了為壓力油槽所配置的高壓壓縮空氣系統(tǒng)；8節(jié)省了設(shè)備投資包括2臺(tái)高壓空壓機(jī)1個(gè)高壓貯氣罐氣水分離器閥門管路管件自動(dòng)化元件等設(shè)備的安裝運(yùn)輸費(fèi)用及設(shè)備所需廠房的土建費(fèi)用上百萬元；4減少了設(shè)備的維修維護(hù)費(fèi)用及設(shè)備事故率；5簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，管路減少，使廠房布置更加整潔美觀，運(yùn)行管理更加方便。

　　6結(jié)語可調(diào)式活塞油泵壓力補(bǔ)償型液壓裝置是水輪機(jī)操作機(jī)構(gòu)的壓力能源，它打破了傳統(tǒng)的油壓裝置的油氣模式，在思維觀念上是種創(chuàng)新，有很好的研究應(yīng)用和推廣價(jià)值。