溧阳抽水蓄能电站进水球阀系统故障分析与处理_郜斌.pdf

溧阳抽水蓄能电站进水球阀系统故障分析与处理郜斌，王超，于中舒，周炀（江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司，江苏 溧阳 ）摘要：溧阳抽水蓄能电站进水球阀每台机组设置一台，因为机组启停频繁，球阀开关动作频率较高，所以在长期运行过程中由于设备损坏、老化等原因，球阀系统电气和机械设备出现异常情况，造成球阀开启和关闭失败等问题。结合电站球阀实际情况分析并提出合理的处理方法，及时处理设备缺陷，从而使电站球阀动作成功率大大提升。关键词：溧阳抽水蓄能电站；进水球阀；处理方法；成功率中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：引言溧阳抽水蓄能电站球阀安装在机组压力钢管与蜗壳之间，在机组开停机过程中起到导通和截断水流的作用。球阀在每台机组设置台，其中号及号球阀本体为三菱水力株式会社产品，其余台为哈尔滨电机厂有限责任公司产品。正常情况下，球阀本体全开或全关时间分别为 左右。本文通过介绍球阀在长期运行过程中出现的异常问题，分析相关原因并总结出合适的处理方法，从而使电站球阀动作成功率大幅度提升。球阀系统配置及运行方式溧阳抽水蓄能电站进水球阀系统主要由球阀本体、延伸管、伸缩节、检修密封、工作密封、旁通液压阀、接力器、油压装置以及控制设备等组成。球阀采用单接力器操作结构，在接力器双向作用下，传递转矩给轴颈，使阀芯做圆周旋转，控制球阀的开启与关闭，其控制、操作用油取自球阀压力油罐。每台球阀设置一套独立的油压装置，该装置主要包括压力油泵、压力油罐、回油箱、自动补气装置、油泵启动柜、油压装置控制柜、漏油装置等设备。每台球阀设置套以 为核心的控制系统，在球阀控制柜上，通过切换球阀控制方式实现球阀自动或手动开启与关闭。当控制方式为“自动”时，计算机监控系统机组现地控制单元（）指令程序自动控制球阀的开启与关闭；当控制方式为“手动”时，通过机组球阀控制柜上的“开启”与“关闭”操作按钮控制球阀的开启与关闭，特殊情况下可单步开启球阀。球阀系统异常分析及处理方法 球阀开启失败分析球阀现地控制柜 开出“球阀开启命令”后，电气回路上继电器 和 励磁。的常开触点 吸合，球阀旁通液压阀控制电磁阀端励磁，开启旁通液压阀；的常开触点 吸合，球阀接力器液压锁定控制电磁阀端励磁，退出接力器液压锁定；的常开触点 吸合，球阀工作密封控制电磁阀端励磁，退出工作密封。球阀控制柜电气原理如图所示。球阀旁通液压阀开启后，球阀上下游压差小于 时，平压传感器动作，常开触点吸合；球阀接力器液压锁定退出后，的常开触点 吸合；球阀工作密封退出后，的常开触点 及 的常开触点 吸合（或者 的常开触点 吸合）。于是球阀开启回路导通，球阀控制电磁阀 和球阀事故控制电磁阀 励磁，球阀液压控制油路开启。电工技术自动控制 图球阀控制柜电气原理图（技改后）现结合上述球阀开启流程，在球阀开启失败时，首先检查球阀开启条件是否满足。球阀开启条件包括：球阀在全关位置；没有关球阀命令；球阀检修密封在退出位置；尾闸在全开位置；导叶在全关位置。若监控开出“远方开启球阀命令”后，球阀辅助设备均未动作，则可能原因为球阀开启条件不满足；若球阀开启条件均满足，球阀辅助设备均未动作，则可能是远方开启球阀命令回路故障，可检查监控远方开启球阀继电器、球阀现地控制柜 内部程序及输出模块有无故障；若远方开启球阀命令回路无故障，则需进一步检查球阀接力器液压锁定、工作密封或者旁通阀等辅助设备及其他控制回路，从而找到问题所在。球阀关闭失败分析溧阳抽蓄机组正常停机流程和机械事故停机流程中，走软回路关球阀，监控开出“第 点（号机组远方关球阀）命令”，球阀现地控制柜 判断球阀关闭条件满足后，开 出 关 闭 球 阀 命 令，球 阀 关 闭 继 电 器 、励磁。电气事故停机和紧急事故停机流程中，走硬回路关球阀，监控开出“第 点（号机组紧急事故关球阀）命令”，直接动作球阀关闭继电器 、。如果电气事故停机和紧急事故停机流程中球阀仍然未关闭，那么基本上可以判断是球阀液压控制回路故障。球阀控制柜电气原理图如图所示，球阀全关后，球阀全关位置继电器 和 励磁，的常开触点 吸合，球阀接力器液压锁定控制电磁阀端励磁，投入接力器液压锁定。的常开触点 吸合，球阀工作密封控制电磁阀端励磁，投入工作密封。球阀全开后，球阀全开位置继电器 励磁，的常开触点 吸合，球阀旁通液压阀控制电磁阀端励磁，关闭旁通液压阀；如果球阀开启失败，那么等待球阀关闭命令，球阀关闭命令继电器 励磁后，的常开触点 吸合，关闭旁通液压阀。现结合上述球阀关闭流程，在球阀关闭失败时，首先检查球阀关闭条件是否满足。球阀关闭条件包括：检修密封退出；工作密封退出；接力器液压锁定退出；导叶全关；球阀不在全关位置。若机组正常停机流程和机械事故停机流程中走软回路关球阀且出现球阀关闭失败的现象，则需进一步检查电气事故停机或者紧急事故停机流程中走硬回路关球阀能否正常关闭，以此来判断球阀电气控制回自动控制电工技术路还是液压控制回路存在故障。若是电气控制回路故障，则检查球阀关闭条件是否满足，检查相应的位置开关本体及其信号回路以及 内部程序、开入量、开出量是否正确。若是液压控制回路故障，则检查球阀液压回路上的控制电磁阀、配压阀是否卡涩，重点检查接力器控制配压阀、球阀位置联锁操作油配压阀和接力器换向阀，必要时对阀门进行拆卸、清洗，并更换球阀液压系统润滑油。若球阀实际已在全关位置，则检查球阀全关位置开关本体及其信号回路是否故障。球阀异常关闭分析在电站投入初期，为了防止机组在运行过程中出现球阀异常情况时，球阀本身未能及时动作关闭球阀，从而进一步造成球阀设备损坏，结合实际情况，在机组保护逻辑中设置了球阀异常关闭保护，该保护是为防止机组运行过程中球阀突然关闭而设置的，在球阀全开后才会投入。球阀 异 常 关 闭 保 护 逻 辑（！（）为：球阀全开后，“球阀异常关闭标志位”置，当“球阀 开度及以上位置信号”满足，且“球阀 开度及以上位置信号”复归时，延时机组紧急事故停机。为防止机组运行过程中球阀异常关闭，在机组单元监视界面开机条件中加入“球阀异常关闭标志位”项目，当出现球阀异常关闭情况时，机组保护动作停机，保证设备安全。在开机前应检查“球阀异常关闭标志位”项目状态色标是否显示正常，若显示红色，则标志位已置，此时开机条件不满足，应及时调整机组优先权，并联系检修人员尽快将该标志位复位，以保证机组可用。结语经过对溧阳抽水蓄能电站进水球阀在运行过程中出现的各种异常情况进行分析、总结，找出合适的处理办法，以尽快消除球阀异常现象，保证设备安全稳定运行。参考文献 水轮机进水球阀选用、试验及验收规范 全玲琴水轮机及其辅助设备北京：水利水电出版社，国网新源控股有限公司抽水蓄能机组及其辅助设备技术机组调试及试运行北京：中国电力出版社，（上接第 页）图消防水泵电机控制电路图对于二号消防水泵电机启动失败的问题，更换集成电路板上的按钮即可解决，并对其他按钮进行相关检查，防止此类故障再次出现。通过对以上问题的解决，顺利完成了对消防水泵电机的调试，为该研究堆的消防安全提供了充分的保障。结语针对消防水泵电机控制异常的问题，依次对消防远程手动控制盘、电机控制箱、消防联动控制系统进行检查，分析并测试了电源、继电器、按钮的故障，并根据故障原因提出了合适修改方案，使电机可正常控制及运行，有效保障消防系统的运行。参考文献 孙世杰，毛艺乔，高燊甫，等 某研究堆建立综合管理体系探究设备管理与维修，（）：严建华，欧鸣雄，滕国荣，等核安全级水泵鉴定试验系统模块化设计研究核动力工程，（）：吕冰，魏一鸣，肖卫镇浅析电磁继电器的选型及可靠使用 电子世界，（）：电工技术自动控制