7机桨叶配压阀改造论文

摘要：分析了水口电厂#7机桨叶配压阀存在的问题;介绍了改造措施。

关键词：#7机桨叶配压阀;问题;改造;效果

一、前言

水口电厂装机容量7Il200MW，轴流转桨式机组，使用具有调节导叶开度和轮叶转角的两套调节机构的双调节调速器，桨叶配压阀作为轮叶转角的调节机构，可以实现对轴流转桨式水轮机的轮叶进行精细控制调节，使导叶桨叶协联动作保持水轮机高效率运行。7台机组桨叶配压阀均由瑞典ABB公司生产。

#7机桨叶配压阀经过10年连续运行，其所属的插装阀、比例阀、换向阀等控制执行元件存在磨损严重，许多密封件也存在磨损和老化现象，导致运行中保压能力及负载刚度降低，协联响应滞后，控制精度下降、定位能力差，油泵启动频繁等缺陷无法满足机组安全、高效、稳定运行a于2008年大修对其进行改造，新的桨叶配压阀由中国水利水电科学研究院自动化所北京中水科水电科技开发有限公司设计，采用符合ISO/DIN的标准化、系列化的液压元件/组件，以系统集成的方式构成，并对原有外部油路进行高度集成，便于现场安装、维护、检修。笔者对旧，新桨叶配压阀运行中出现的问题进行分析，介绍改进的措施。

二、#7机旧桨叶配压阀构成及及存在问题

#7机旧桨叶配压阀是由比例阀、换向阀、插装阀、双向逆止阀、桨叶滤油器、单向节流阀及控制油外部油管路组成。发现其运行中主要存在如下问题：

(一)比例阀、换向阀，插装阀等控制执行元件存在磨损严重，许多密封件也存在磨损和老化现象，导致运行中保压能力及负载刚度降低，协联响应滞后，控制精度下降、定位能力差，油泵启动频繁。

(二)比例阀、换向阀等控制元件的先导阀阀芯锈蚀卡死导致运行中桨叶偏差大而停机。

(三)比例阀、换向阀控制油外设铜管接头都是采用卡套式结构，这种管接头结构工作原理是利用卡套的变形卡住油管进行密封，但同时也在铜管上形成一道环型沟槽，且缺乏有效固定，长期跟随机组剧烈震动，对于壁厚仅为2mm的薄璧铜管易在铜管环型沟槽处产生断裂喷油，从而造成机组的停机。

(四)双向逆止阀工作过程中撞击频繁且持续出现劈啪声，产生管道振动、平稳性降低，对运行，检修人员造成较大的心理压力。

(五)运行中发生桨叶滤网堵塞后必须改变调速器运行方式和桨叶控制方式才能进行滤网的更换，影响机组的稳定。

三、#7机桨叶配压阀改造方案

(一)#7机新的桨叶配压阀构成及原理

撑7机新的桨叶配压阀是由可换滤芯的滤油器、旁通保护阀、压力选择梭阀、先导式电液换向阀、先导式电液比例阀、插装阀组件总成及单向节流阀组成。其控制油系统液压原理图见图1。

新桨叶配压阀是一个两级四通分配阀，它由三位四通先导式电液比例阀的慢速细调来达到精确定位;由插装阀组件的快速粗调达到快速移位实现协联跟踪，插装阀组件受控于先导式电液换向阀，比例阀和换向阀均可手/自动操作。通过梭阀回路选择最高控制压力，作为先导式电液换向阀主级供油，使得电液换向阀处于中位时，能确保插装阀得到几乎零泄漏的严格关闭。滤油器回路与旧的相比增加一个旁通保护阀回路，回路图见图1中的CH部分。当需要更换滤芯时，关闭截止阀In、Out即可，此时轮叶控制压力油Pr通过旁通保护阀到CH侧，不会影响到系统的正常工作，极大方便维护，也使系统更加可靠。

1轮叶开腔压力 2轮叶关腔压力 3主回油4主压力油 5比例阀控制油回油PR轮叶控制压力油

(二)各液压元件选型及整体试验

原先导式电液比例阀主阀芯与阀体之间的径向配合间隙早已超出设计要求，实测最大间隙120ym，工作腔之间的内泄漏也已超标，在6MPa工作压力下实测内泄漏3L/min。原先导式电液换向阀在7MPa供油压力下，工作腔之间的内泄漏实测值：8 0mL/min。原插装阀在7MPa供油压力下实测泄漏：工作腔之间内泄60mUmin，工作腔与控制腔之间的内泄lOOmL/min。上述旧液压元件拆下后进行检查，试验结果都不符合要求，考虑到液压元件的互换性，使用性能经验习惯等选用符合ISO/DIN的标准化、系列化的液压元件/组件，先导式电液比例阀为D111FHB32L2NBO(PARK公司)，先导式电液换向阀为4WEH10M4X/6EG48N9K4 (RE-XROTH公司)，插装阀插件为LC100A40E6X(REXROT公司)滤油器为LFN BH/HC100IB25LEIXB7(HYDAC公司)，重设计制作了改进原结构的一套新型梭阀替代原双向逆止阀并对原有外部油路进行高度集成a选择上述新型液压元件后对其进行相关试验，试验数据符合要求。试验项目如下：

项目1先导式比例阀内泄漏测定。被试阀电磁铁断电，导阀及主阀阀芯处于中间位置，供油压力4MPa泄漏量12.8ml/min，小于规程技术要求500ml/min达到设计要求。

项目2先导式电液换向阀内泄漏测定。被试阀电磁铁断电，导阀及主阀阀芯处于中间位置，供油压力7MPa泄漏量4.6ml/min小于规程技术要求53 ml/min达到设计要求。

项目3插装阀内泄漏测定。供油压力7MPa工作腔泄漏量5ml/min小于规程技术要求1 2ml/min。

控制腔泄漏量7ml/min小于规程技术要求20ml/min达到设计要求。项目4桨叶接力器位置漂移试验。切除电源，调速器处于手动稳定状态，油压处于正常工作范围内，接力器位置5小时无任何漂移达到设计要求。

项目5系统静耗油量测定。调速器处于自动稳定状态，油压处于4MPa供油压力下调速器排向回油箱的总油量50mL/min.达到设计要求。项目6整体密封性检查，无外部渗漏达到设计及规程的要求。项目7随动系统不准确度ie测定。

轮叶随动系统不准确度试验记录，轮叶控制量(%)分别为5，10，15，20，25，30，35，40,45,50,55,60,65,

70，75，80，85，90，95时轮叶开启时开度垂(%)分别4.18，9.29，14.53，

19.52, 24.48, 29.54, 34.53, 39.42, 44.48, 49.61, 54.48, 59.49.64.66, 69.48,

74.57，79.55，84.73，89.62，94.73.轮叶关闭时开度D(%)分别为4.63，9.92，

14.18, 19.52, 24.48, 29.24, 34.41, 39.59, 44.48, 49.54, 54.43, 59.49, 64.43,

69.67，74.50，79.39，84.80，89.62，94.73.根据轮叶随动系统不准确度试验

记录得iv0.63%，小于规程技术要求1.5%，优于规程GB/T9256.1-2007,DL/T563-2004的规定。

四、改造效果，存在问题及改进措施

新桨叶配压阀的投运，消除旧桨叶配压阀存在各种缺陷。但在其运行几个月后出现插装阀盖处漏油，经更换插装阀径向密封后投运正常，建议在插装阀盖处开槽，增设一道端面密封，即可避免插装阀盖处油液的外泄。#7机桨叶配压阀改造提高设备的稳定性和安全性达到改造的目的，也为另几台桨叶配压阀的改造提供借鉴。

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