潘文軍(長(zhǎng)潭水庫管理局，浙江黃巖318024)

長(zhǎng)潭水庫水電廠3號(hào)機(jī)組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)事故分析及改造

潘文軍
(長(zhǎng)潭水庫管理局，浙江黃巖318024)

摘要:通過對(duì)長(zhǎng)潭水庫水電廠3號(hào)機(jī)組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)事故的分析，發(fā)現(xiàn)其存在的設(shè)計(jì)缺陷，在使用增加少量設(shè)備的措施對(duì)其進(jìn)行改造之后，取得了不錯(cuò)的效果。圖2幅。

關(guān)鍵詞:水電站機(jī)組;蝴蝶閥;設(shè)計(jì)缺陷;改造

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1　概述

長(zhǎng)潭水庫位于浙江省黃巖區(qū)永寧江上游，是1座集防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等為一體的綜合性大型水利工程，控制流域面積441.3 km2，總庫容7.32億m3。水電廠安裝3臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為11 800 kW，多年平均發(fā)電量為2 000萬kW· h。

3號(hào)機(jī)組于2004年11月報(bào)廢更新改造后投入運(yùn)行，水輪機(jī)型號(hào)為HLA551—LJ—124，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF—J1800—20/2600，蝴蝶閥型號(hào)為PDF30—WY—1750 (見圖1)。

圖1　3號(hào)蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)示意(改造前)

2　事故過程及分析

在檢查蝴蝶閥安裝情況一切正常、蝴蝶閥全關(guān)、液壓鎖錠投入的情況下，安裝人員開啟主供油閥準(zhǔn)備進(jìn)行蝴蝶閥啟閉試驗(yàn)，這時(shí)候突然發(fā)現(xiàn)蝴蝶閥接力器動(dòng)作。安裝人員馬上關(guān)閉主供油閥，但已經(jīng)來不及，接力器已經(jīng)動(dòng)作并造成了鎖錠轉(zhuǎn)臂的嚴(yán)重變形，轉(zhuǎn)臂與蝴蝶閥主軸的配合銷孔被拉大。當(dāng)時(shí)考慮到重新加工的困難及時(shí)間的緊迫，只將轉(zhuǎn)臂與主軸焊接，同時(shí)采取加大鎖錠銷孔等措施后又投入運(yùn)行。

事故發(fā)生后，電廠組織有關(guān)技術(shù)人員對(duì)事故原因及3號(hào)機(jī)組蝴蝶閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)廠家提供的蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)存在著設(shè)計(jì)缺陷，正是設(shè)計(jì)上的缺陷導(dǎo)致了事故的發(fā)生。

廠家提供的液壓控制系統(tǒng)在電氣控制系統(tǒng)下按正常工作投入運(yùn)行是可以的，但在安裝和檢修時(shí)，沒有在電氣控制下則存在著嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷。

設(shè)計(jì)缺陷是接力器與液壓鎖錠之間沒有設(shè)計(jì)液壓互鎖裝置，在液壓鎖錠拔出的情況下，液壓鎖錠中間腔只能提供52DP換向滑閥換向的動(dòng)力;在液壓鎖錠投入的情況下，不能切斷通向接力器的壓力油，接力器某一腔始終通有壓力油，正是這一點(diǎn)造成了事故的發(fā)生。安裝檢修調(diào)試人員無法判斷換向滑閥的狀態(tài)，在蝴蝶閥全關(guān)、鎖錠投入、換向滑閥處于開閥的狀態(tài)下，打開了主供油閥，造成了轉(zhuǎn)臂的損壞。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，由于存在這個(gè)設(shè)計(jì)缺陷，在開閥和關(guān)閥狀態(tài)下，開閥腔和關(guān)閉腔始終有壓力，接力器漏油嚴(yán)重。

圖2　3號(hào)蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)示意(改造后)

如果這個(gè)缺陷不消除，將會(huì)影響蝴蝶閥的安全運(yùn)行。如在蝴蝶閥動(dòng)作過程中，控制柜意外失電或者出現(xiàn)故障的情況下，液壓鎖錠將會(huì)自動(dòng)投入，而接力器則不會(huì)停止，這樣必然會(huì)造成蝴蝶閥結(jié)構(gòu)上的破壞。另外，在運(yùn)行過程中，蝴蝶閥將不可避免地使用手動(dòng)操作，而缺陷的存在，極易引起誤操作，在剛投運(yùn)的幾年里，由于沒有對(duì)缺陷進(jìn)行改造，發(fā)生過幾次同樣的事故;在特殊情況下還有可能危及水輪發(fā)電機(jī)組的安全。

3　改造經(jīng)過

由于安全問題，3號(hào)蝴蝶閥的液壓系統(tǒng)改造需要符合設(shè)備運(yùn)行及檢修要求，因此考慮在原有設(shè)備基礎(chǔ)上少量改動(dòng)以達(dá)到要求，對(duì)其進(jìn)行了部分改造，增加了行程滑閥XF、液動(dòng)配壓閥YF和一些管路等(見圖2)。

從改造后的液壓系統(tǒng)控制圖可以看出，確保有液壓鎖錠和接力器互鎖裝置，也就是當(dāng)液壓鎖錠投入的時(shí)候，需切斷蝴蝶閥開和關(guān)兩動(dòng)作位置的液動(dòng)壓力油和接力器主供壓力油，只有在液壓鎖錠退出的時(shí)候，才接通蝴蝶閥開和關(guān)兩動(dòng)作的液動(dòng)壓力油和接力器主供壓力油。

為了滿足上述要求，取消了從液壓鎖錠中間腔取控制蝴蝶閥開和關(guān)兩動(dòng)作位置液動(dòng)油壓，原設(shè)計(jì)靠液壓鎖錠活塞出斷油，工作不可靠且存在著漏油現(xiàn)象，使得液動(dòng)油壓不能有效切斷。因此對(duì)液壓鎖錠尾部進(jìn)行改造，加裝行程滑閥XF使得液動(dòng)滑閥和液壓鎖錠互鎖，只有當(dāng)液壓鎖定退出后靠行程滑閥的可靠動(dòng)作才能打開蝴蝶閥開和關(guān)兩位置的液動(dòng)油壓。

在接力器主供油管路上加裝液動(dòng)配壓閥YF，液動(dòng)配壓閥YF液動(dòng)方向油壓取自開啟鎖錠53DP動(dòng)作側(cè)方向，這樣就取得了液壓鎖錠與接力器的互鎖;當(dāng)鎖錠電磁配壓閥53DP不動(dòng)作的時(shí)候切斷了主供壓力油，確保了接力器不會(huì)開或關(guān)的動(dòng)力。平常大部分時(shí)間鎖錠電磁配壓閥53DP不動(dòng)作，液動(dòng)配壓閥YF切斷了接力器主供壓力油，使得接力器兩腔不受力，減少了接力器端部漏油現(xiàn)象。

4　改造效果

3號(hào)蝴蝶閥液壓控制系統(tǒng)改造后，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，蝴蝶閥能安全的自動(dòng)和手動(dòng)開與關(guān)，沒有發(fā)生過鎖錠裝置損壞現(xiàn)象的發(fā)生。此次液壓控制系統(tǒng)改造只增加了少量設(shè)備，改造費(fèi)用低，最重要的是消除了原廠家的設(shè)計(jì)缺陷，使各方面的性能更安全、更完善、更可靠。

責(zé)任編輯吳昊

作者簡(jiǎn)介:潘文軍(1966－)，男，助理工程師，主要從事水電站運(yùn)行維護(hù)與管理工作。

收稿日期:2015－10－09