磽磧水電站為亞洲最高水頭混流式水輪機(jī)，其最大、最小運(yùn)行水頭分別為551.7m、458.5m。球閥前端最小的靜水壓力為4.58MPa，而球閥密封操作油壓最大為4.0MPa，從而在球閥密封環(huán)動(dòng)作時(shí)，球閥前端壓力水不可避免的通過(guò)密封環(huán)與球閥本體之間的間隙竄入操作油回路，造成球閥油壓裝置液壓系統(tǒng)大量進(jìn)水，致使操作油劣化，電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發(fā)卡，球閥不能正常開(kāi)啟和關(guān)閉，嚴(yán)重的影響了機(jī)組的安全性和可靠性。通過(guò)將球閥工作、檢修密封操作由油壓操作改為水壓操作、油控制，讓球閥密封裝置油水分離，避免了操作油劣化、電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發(fā)卡，球閥的自動(dòng)控制得到了保證，提高了磽磧水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，減輕了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度。

1、概述

　　磽磧水電站位于青衣江寶興河流域東河上游河段，為高壩引水式的電站。該電站為寶興河流域梯級(jí)規(guī)劃“一庫(kù)八級(jí)”的龍頭水庫(kù)電站，壩前正常蓄水位2140m，死水位2060m，水庫(kù)總庫(kù)容為2.12×108m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為1.87×108m3，具有年調(diào)節(jié)性能。電站安裝3臺(tái)80MW混流式水力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量240MW，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組于2006年12月29日投產(chǎn)發(fā)電，3號(hào)機(jī)組于2007年4月6日投產(chǎn)發(fā)電。水輪機(jī)型號(hào)為：HL(FV13+)-LJ-228.84，額定水頭、最大水頭、最小水頭分別為490m、551.7m、458.5m，投運(yùn)時(shí)為亞洲最高水頭混流式水輪機(jī)。調(diào)速器型號(hào)為PFWT—80—4.0-STARS，導(dǎo)葉接力器控制操作額定油壓為4.0MPa。發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口球閥控制系統(tǒng)型號(hào)ZQKG-4.0/32，球閥接力器及其密封控制操作控制操作額定油壓為4.0MPa。

　　磽磧電站1～3號(hào)機(jī)組自投入運(yùn)行后，多次發(fā)生由于球閥油壓裝置油混水，導(dǎo)致控制回路電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發(fā)卡，造成球閥不能正常開(kāi)啟和關(guān)閉，嚴(yán)重的影響了機(jī)組的安全性和可靠性。究其原因，由于球閥密封操作油壓最大為4.0MPa，而密封前端最小的靜水壓力為4.58MPa，從而在球閥密封環(huán)動(dòng)作時(shí)，球閥前端壓力水不可避免的通過(guò)密封環(huán)與球閥本體之間的間隙竄入操作油回路，造成球閥油壓裝置液壓系統(tǒng)大量進(jìn)水，導(dǎo)致操作油劣化。

　　球閥工作密封結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，檢修密封結(jié)構(gòu)與此相同。

圖1 球閥工作密封結(jié)構(gòu)圖

2、原球閥密封控制操作方式及其存在的問(wèn)題

　　2.1、原球閥密封控制操作液壓原理

　　原球閥密封控制操作液壓原理見(jiàn)圖2。

圖2 原球閥密封控制操作液壓原理圖

　　2.2、原球閥密封控制過(guò)程及其存在問(wèn)題

　　通過(guò)圖2可以看出，壓力油通過(guò)電磁閥的控制，直接通入球閥密封裝置控制活塞腔。由圖1可以看出，球閥本體和密封裝置活塞腔之間是動(dòng)靜配合，不可避免的有間隙。磽磧電站水輪機(jī)水頭高，球閥前端最小的靜水壓強(qiáng)為4.58MPa，球閥密封裝置操作、控制油壓最大為4.0MPa，在這種情況下，球閥前端高壓水通過(guò)球閥本體和密封裝置活塞腔之間的間隙滲入到工作密封退出腔，通過(guò)回油管流入漏油裝置內(nèi)。通過(guò)液壓油循環(huán)進(jìn)入操作油系統(tǒng)，由于液壓油中含有大量的水分，致使油質(zhì)劣化，銹蝕電磁閥彈簧，導(dǎo)致電磁閥不能可靠地動(dòng)作，從而導(dǎo)致球閥不能自動(dòng)開(kāi)啟，影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。另外，由于球閥油壓裝置透平油混入大量水分，為保證油質(zhì)，需要頻繁的對(duì)透平油進(jìn)行過(guò)濾，大大加大了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度。有時(shí)需要運(yùn)維人員手動(dòng)協(xié)助開(kāi)啟球閥，增加了誤操作的可能性，真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)認(rèn)為影響到運(yùn)維人員和機(jī)組的安全性。

3、球閥密封控制操作方式技術(shù)改造方案及其特點(diǎn)

　　3.1 1)技術(shù)改造后的球閥液壓系統(tǒng)如圖3。

圖3 技術(shù)改造后的球閥液壓系統(tǒng)圖

　　2)圖中各閥門正常運(yùn)行狀態(tài)如表1。

表1 各閥門正常運(yùn)行狀態(tài)表

　　3.2、技術(shù)改造方案的總體思路如下：

　　1)將球閥工作、檢修密封操作由油壓操作改為水壓操作、油控制;

　　2)球閥工作、檢修密封投入、退出由液壓換向閥控制，該液壓換向閥控制介質(zhì)為壓力油，來(lái)自球閥油壓裝置。

　　3)水壓操作源從平壓裝置上游管路引取，通過(guò)兩級(jí)濾水裝置凈化水質(zhì)后，分別引向球閥工作密封裝置和檢修密封裝置;密封環(huán)前后水壓一致，但是密封環(huán)活塞腔的面積遠(yuǎn)大于密封環(huán)與球閥活門的接觸面積，所以能實(shí)現(xiàn)密封環(huán)可靠地動(dòng)作;在密封回路裝設(shè)油壓控制的液動(dòng)換向閥，通過(guò)電磁閥控制液動(dòng)換向閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)密封裝置的投入和退出。

　　3.3、技術(shù)改造后球閥密封運(yùn)行方式及其注意事項(xiàng)

　　1)在自動(dòng)運(yùn)行情況下，密封裝置的投退利用電磁閥控制的液動(dòng)換向閥現(xiàn)實(shí)。

　　2)機(jī)組球閥開(kāi)啟之前，應(yīng)詳細(xì)檢查球閥密封操作水系統(tǒng)各閥門處于表1所述狀態(tài)。

　　3)機(jī)組停機(jī)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)球閥密封水操作工作密封投不上，導(dǎo)致機(jī)組低轉(zhuǎn)速長(zhǎng)期運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)投入球閥檢修密封。

　　4)當(dāng)球閥密封液動(dòng)換向閥故障不能動(dòng)作時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟檢修密封排水閥1　263閥，開(kāi)啟旁通操作手閥1261閥，通過(guò)水壓將檢修密封關(guān)閉。

　　5)在以上均失效，比如水過(guò)濾器嚴(yán)重堵塞，或水管路漏水導(dǎo)致水壓不夠等情況下，就關(guān)閉1　250閥，關(guān)閉1　252閥，開(kāi)啟1　149閥，手動(dòng)液壓泵打油壓關(guān)閉檢修密封。

　　6)1247-1，1249-1，1251-1三個(gè)水過(guò)濾器排污閥應(yīng)該定期手動(dòng)排污。

　　3.4、技術(shù)改造后球閥密封運(yùn)行的功效

　　1)磽磧球閥密封改造后，球閥自動(dòng)開(kāi)啟成功率大幅提高，提高了機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行的可靠度，大幅縮短機(jī)組開(kāi)停機(jī)時(shí)間，減少不必要的耗水，大大提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

　　2)磽磧球閥密封改造后，球閥油壓裝置再?zèng)]有出現(xiàn)油混水的安全隱患，減少了運(yùn)維人員的透平油凈化處理工作。

　　3)磽磧球閥密封改造后，運(yùn)維人員不再手動(dòng)協(xié)助開(kāi)啟球閥，減少了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度及減少誤操作的可能，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

4、結(jié)語(yǔ)

　　磽磧水電站從實(shí)際情況及運(yùn)行特點(diǎn)出發(fā)，抓住了問(wèn)題的根源，通過(guò)簡(jiǎn)單易行的技術(shù)改造方案，解決了由于球閥密封環(huán)動(dòng)作時(shí)前端壓力水通過(guò)密封環(huán)與球閥本體之間的間隙竄入操作油回路，導(dǎo)致控制回路電磁閥彈簧銹蝕、閥芯發(fā)卡球閥不能正常開(kāi)啟關(guān)閉的問(wèn)題，很大程度減少了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度，極大的提高了磽磧水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。