长潭水库水电厂3号机组蝴蝶阀液压系统事故分析及改造.pdf

小水电 2 0 1 6 年第1 期 总第1 8 7 期 运行与维护 长潭水库水 电厂 3号机组蝴蝶阀液压 系统事故分析及改造 潘 文军 长潭水库管理局，浙江 黄岩 3 1 8 0 2 4 摘要通过对长潭水库水电厂 3 号机组蝴蝶阀液压系统事故的分析，发现其存在的设计缺陷，在使用增加少量设备 的措施对其进行改造之后，取得了不错的效果。图2幅。 关键词 水电站 机组 ；蝴蝶阀 ；设计缺 陷；改造 1 概述 长潭水库位于浙江省黄岩区永宁江上游，是 1 座集防洪、灌溉、供水、发电、养殖等为一体的综 合性大型水利工程，控制流域面积4 4 1 ． 3 k m 2 ，总 库容 7 ． 3 2亿 m 3 。 水电厂安装 3台机组，总装机容 量为1 1 8 0 0 k W，多年平均发电量为2 0 0 0 万 k W h 。 3 号机组 于 2 0 0 4年 1 1 月报废更新改造后投入 运行 ，水轮机型号为 Ⅲ A 5 5 l L 卜 1 2 4 ，发电机型 号为 S F _J l 8 o 0 2 0 ／ 2 6 0 o ，蝴蝶 阀型号 为 P D O 一 1 7 5 0 见 图 1 。 压 力 油 图 1 3号蝴蝶阀液压控制系统示意 改造前 收稿日期2 0 1 5 1 0 0 9 作者简介潘文军 1 9 6 6 一 ，男，助理工程师，主要从事 水电站运行维护与管理工作。 E - ma il z 1 9 r 7 6 1 3 9． t o m 5l 运行与维护 S M A I J ，H Y D R O p D W E R 2 0 1 6 N o ． 1 ，T o ta l N o ． 1 8 7 2 事故过程及分析 在检查蝴蝶 阀安装情 况一切正 常、蝴蝶 阀全 关、液压锁锭投入的情况下，安装人员开启主供油 阀准备进行蝴蝶阀启闭试验 ，这时候突然发现蝴蝶 阀接力器动作。安装人员马上关闭主供油阀，但已 经来不及 ，接力器已经动作并造成 了锁锭转臂的严 重变形 ，转臂与蝴蝶阀主轴的配合销孔被拉大。当 时考虑到重新加工的困难及时间的紧迫，只将转臂 与主轴焊接，同时采取加大锁锭销孔等措施后又投 入运行。 事故发生后，电厂组织有关技术人员对事故原 因及 3号机组蝴蝶阀液压系统进行了分析，发现厂 家提供的蝴蝶阀液压控制系统存在着设计缺陷，正 是设计上的缺陷导致了事故的发生。 52 厂家提供的液压控制系统在电气控制系统下按 正常工作投入运行是可以的，但在安装和检修时， 没有在电气控制下则存在着严重的设计缺陷。 设计缺陷是接力器与液压锁锭之间没有设计液 压互锁装置 ，在液压锁锭拔出的情况下 ，液压锁锭 中间腔只能提供 5 2 D P换 向滑阀换 向的动力；在液 压锁锭投入的情况下 ，不能切断通 向接力器的压力 油 ，接力器某一腔始终通有压力油，正是这一点造 成 了事故 的发生。安装检修调试人员无法判断换 向 滑阀的状态 ，在蝴蝶阀全关 、锁锭投入 、换 向滑阀 处于开阀的状态下 ，打开了主供油阀，造成 了转臂 的损坏。同时我们发现 ，由于存在这个设计缺陷 ， 在开阀和关 阀状态下 ，开阀腔和关 闭腔 始终有压 力 ，接力器漏油严重。 压 力 油 图2 3号蝴蝶阀液压控制系统示意 改造后 小水电 2 0 1 6 年第1 期 总第1 8 7 期 运行与维护 如果这个缺陷不消除，将会影响蝴蝶阀的安全 运行 。如在蝴蝶阀动作过程中，控制柜意外失电或 者出现故障的情况下，液压锁锭将会自动投入，而 接力器则不会停止 ，这样必然会造成蝴蝶阀结构上 的破坏。另外 ，在运行过程中，蝴蝶阀将不可避免 地使用手动操作，而缺陷的存在，极易引起误操 作，在刚投运的几年里，由于没有对缺陷进行改 造，发生过几次同样的事故；在特殊情况下还有可 能危及水轮发电机组 的安全。 3 改造经过 由于安全问题 ，3 号 蝴蝶 阀的液压 系统改造需 要符合设备运行及检修要求，因此考虑在原有设备 基础上少量改动以达到要求 ，对其进行了部分改 造 ，增加 了行程滑阀 X F 、液动配压阀 Y F和一些管 路等 见图2 。 从改造后的液压系统控制图可以看出，确保有 液压锁锭和接力器互锁装置，也就是当液压锁锭投 人的时候 ，需切断蝴蝶阀开和关两动作位置的液动 压力油和接力器主供压力油 ，只有在液压锁锭退出 的时候，才接通蝴蝶阀开和关两动作的液动压力油 和接力器主供压力油。 为了满足上述要求，取消了从液压锁锭中间腔 取控制蝴蝶阀开和关两动作位置液动油压 ，原设计 ．址 ． ； 屯 ． ； l L ． ； I L ． ； I L ． ‘ 屯． ‘ 止 ． ‘ l L 上接 第 4 4页 常常需要倒厂用电，辅机的电源瞬间断开再恢复后 不能 自动启动的缺点 ，在此次技改过程中增加了辅 机断电重启功能逻辑。当机组倒厂用电造成辅机瞬 时失电，而机组在并网运行状态时，会自动启动辅 机自动重启逻辑，将辅机自动启动运行；此功能可 避免辅机停止运行导致机组紧急停机发生，确保倒 厂用 电期间机组安全稳定运行。 4 在公用厂用电逻辑方面。针对实际运行需 要 ，在完善 自动备 自投功能的基础上增加 了厂用电 来电自复的功能。当来电自复功能投入时，若发生 厂用电母线由于母线失压时会连跳断路器，并 自 动 合上备用 电源 。当检测到进线恢复来 电并判断 电压 靠液压锁锭活塞出断油，工作不可靠且存在着漏油 现象，使得液动油压不能有效切断。因此对液压锁 锭尾部进行改造，加装行程滑阀X F 使得液动滑阀 和液压锁锭互锁，只有当液压锁定退出后靠行程滑 阀的可靠动作才能打开蝴蝶阀开和关两位置的液动 油压。 在接力器主供油管路上加装液动配压阀 Ⅶ， 液动配压 阀 Y F液动方 向油压取 自开启锁锭 5 3 D P 动作侧方向，这样就取得了液压锁锭与接力器的互 锁；当锁锭电磁配压阀 5 3 D P不动作的时候切断了 主供压力油 ，确保了接力器不会开或关 的动力。平 常大部分时间锁锭 电磁配压阀 5 3 D P不动作 ，液动 配压阀 Y F 切断了接力器主供压力油，使得接力器 两腔不受力，减少了接力器端部漏油现象。 4 改造效果 3号蝴蝶阀液压控制系统改造后 ，经过长时 间 的运行 ，蝴蝶阀能安全的自动和手动开与关 ，没有 发生过锁锭装置损坏现象的发生。此次液压控制系 统改造只增加了少量设备，改造费用低，最重要的 是消除了原厂家的设计缺陷，使各方面的性能更安 全、更完善、更可靠。 ■ ．； 止 ． 轧 责任编辑吴昊 正常时， 启动来电自复功能逻辑，断开联络开关， 同时合上进线开关，恢复厂用电母线分段运行模 式。此功能可 以根据运行情况需要 由运行人员进行 投退，大大减少了倒闸操作的工作量。 5 结语 仙衣滩水 电厂监控系统技术 改造项 目于 2 0 1 3 年 2月开始实施 ，至 2 0 1 5年 4月完成 了 4台机组 、 开关站、公用系统以及上位机监控网络的技术改 造。目 前系统运行状态良好、稳定，为电厂机组设 备安全运行提供了有力保障。 ■ 责任编辑吴昊 53