泗陽第二抽水站油壓裝置改造論文

　　摘 要: 本文介紹了泗陽第二抽水站油壓裝置裝置改造的緣由。采用新型的蓄能式油壓裝置對原有儲能式裝置設備進行技術改造,簡化了系統結構,提高了設備自動控制的可靠性和工作效率, 改造后的壓力油裝置取得了良好的運行效果,為同類泵站技術改造具有借鑒意義。

　　關鍵詞:泵站 油壓裝置 技術改造

　　一、引 言

　　泗陽第二抽水站(下稱泗陽二站)位于江蘇省泗陽縣城東郊,是江蘇省江水北調第四梯級站,淮水北調第一梯級站。該站建成于1996年,工程總投資6300萬元。總裝機容量5600KW,設計流量為66m3/s。裝設2.8ZLQk-7.0液壓全調節軸流泵2臺,單機流量33 m3/s,配套TDL325/56-40立式同步電機,泵站采用堤身式結構,肘形進水流道,虹吸式出水流道,真空破壞閥斷流。泗陽二站水泵葉片角度調節是壓力油裝置是供給全調節機構能量的。在正常運行時,又可根據不同水位,調節葉片角度,力爭使機組在高效區運轉;在全調節水泵電機啟動時,可將葉片角度調節至負角度,減少啟動力矩,使電機易于啟動,便于機組牽入同步。

　　二、泗陽二站油壓裝置原有狀況和存在問題

　　(一)泗陽二站原有的油壓裝置狀況及工作原理

　　原油壓裝置(見圖1)由回油箱、電機油泵(工作和備用各一套)壓力油箱及一些管道閥門組成。工作原理:回油箱內的清潔透平油→齒輪油泵→連接管、閥門→壓力油箱,壓力油箱的中壓氣由中壓空壓機→中壓氣罐→連接管、閥門→壓力油箱。在調節葉片角度時,貯能罐中的壓力油通過受油器的配壓閥→操作油管→水泵接力器活塞式油缸→通過油缸的力矩機構→葉輪轉臂,達到改變葉片角度。為保證壓力油的相對穩定性,貯能罐壓力油箱內經常保持1/3容積貯壓力油,2/3壓縮空氣,因壓縮空氣具有彈性,便于貯存壓力能供給調葉片機構。

　　(二)存在問題

　　泗陽二站原油壓裝置管道閘閥密封不嚴,有滲油漏氣現象。在主水泵運行時,要保持葉片一定角度不變,需保持壓力油箱的壓力在1.4Mpa~1.8 Mpa之間,保持油壓裝置的調節機構的油壓作用在活塞的推力傳遞給葉片,與葉片上的水的推力相平衡,才能保證水泵機組葉片在一定角度的平衡

　　圖1 泗陽二站原有油壓裝置示意圖

　　穩定運行,而壓力油箱的壓力是由壓力油和壓縮空氣兩部分共同組成,所占體積為油占1/3, 氣占體積2/3,如在運行時,在貯能壓力罐向水泵葉調機構供油過程中,部份氣體因油的夾氣及罐體、管道、閘閥泄漏,造成貯能罐中氣體流失,壓力油箱壓力低于下限值,高壓油泵或中壓空壓機都可能啟動(都設定在自動控制位置),造成壓力油和壓縮空氣兩種媒介所占比例不合要求,破壞平衡,為保證貯能罐中的壓力穩定,需每隔1小時左右采用人工進行一次放油補氣,必須由運行值班人員來頻繁調節油氣的比例,無法實現自動控制,無法實現計算機自動監控,無法實現泵站管理的現代化的“無人值班,少人值守”的運行方式。維護工作量大;為降低值班人員勞動強度,提高工程管理自動化水平,急需對壓力油裝置進行改造。

　　三、改造目標和解決方法

　　改造的目標是,保持壓力油箱壓力在一定范圍內,實現油氣兩種介質混合所占體積比例符合要求,全部過程采用自動控制,系統密封性好,動作可靠,檢修維護工作量小,同時實現計算機監控自動控制,根據泗陽二站油壓調節裝置的實際情況,經過論證,擬采用將原油壓裝置的油罐改造為蓄能器式壓力容器。與傳統的油氣混裝壓力罐不同,油壓裝置的壓力容器采用油氣分離的囊式蓄能器。蓄能器總成與回油箱總成各為一體,油氣之間用密封的氣囊隔開,氣體密封在氣囊內,從而有效地避免了葉調過程中油的夾氣分離。同時由于壓力油與外界空氣不直接接觸,有利于壓力油的穩定,不易氧化,補氣可采用常規氮氣瓶,進行補氣,

　　四、具體解決辦法

　　改造后的油壓裝置采用蓄能器式壓力容器。本油壓裝置為分離式,即蓄能器總成與回油箱總成各為一體,型號為YZ-0.8/8-2.5-TS 8NC2,額定壓力為2.5MPa。

　　油壓裝置中的專用功能閥組采用插裝式組合,即安全閥、電磁卸荷閥組合在一起,形成一個閥組。該閥組特點是:結構緊湊、動作靈敏、工作可靠。

　　新油壓裝置配備兩臺供油油泵,一臺為工作油泵,另一臺為備用油泵,可定期互相切換。油泵采用斷續運行工作方式。為滿足用油裝置的要求,裝有組合閥、濾油器(在線可拆卸,雙向切換)、單向閥、壓力開關、壓力變送器、磁翻柱液位計(回油箱)、油混水信號器等。

　　圖2 泗陽二站改造后油壓裝置SYGZ-0示意圖

　　主要結構組成

　　(一)蓄能器總成

　　蓄能器總成主要是由皮囊式蓄能器、蓄能器專用截止閥等部件組成。皮囊式蓄能器由皮囊將殼體內腔分為兩個部分,囊內裝氮氣,囊外充液壓油。當液壓油充入蓄能器時,充滿設定壓力氮氣的皮囊就受壓變形,氣體體積隨壓力增加而減少,液壓油被逐漸升壓儲存。若液壓系統需要壓力油時,蓄能器將液壓油排出,使系統的能量得以補充。此種蓄能器將油氣相互分離,油液不容易被污染。

　　8個蓄能器聯接在一塊安裝于地面之上,通過管路與回油箱相連。蓄能器的頂部設有充氣閥,皮囊內的氮氣充放,可通過連接充氣閥的專用充氣工具來實現。充氣工具上的壓力表,可顯示蓄能器內的介質壓力,將蓄能器中的油液放掉,即可檢測皮囊內的氣體壓力。

　　(二)回油箱總成

　　它是由回油箱體、油泵組、組合閥、雙濾油器、磁翻柱液位計、油混水信號器等部件組成。

　　1.回油箱體

　　回油箱體是系統回油的匯集處,也是清潔油的儲存箱。

　　2.油泵組

　　本泵組采用的是內嚙合齒輪泵和全封閉三相異步電動機組成。

　　3.組合閥

　　本組合閥是由一個插裝單元及兩個先導控制閥組成,包括了電磁卸荷閥、安全閥的功能。

　　組合閥設三個油口,進油口和油泵出口相連,出油口與雙濾油器進口相連,回油口與回油箱相連。

　　(1)電磁卸荷閥(YV1)

　　電磁卸荷閥是為油泵作連續運行而設置的.

　　當系統中的油壓升至工作油壓上限時,壓力變送器發出信號,電磁卸荷閥線圈勵磁,將CV1控制腔的油排掉,則CV1打開排油,使油泵空載運行。當系統油壓降至工作油壓下限時,壓力變送器發出信號,電磁卸荷閥線圈失磁而復位,使CV1關閉,油泵恢復向系統供油。

　　(2)安全閥(YV2)

　　安全閥是為保證系統油壓不超過允許值而設置的,以預防油泵電機過載及保證系統安全.

　　當壓力開關或控制系統發生故障,致使油壓達到允許的上限值后,油泵仍繼續運轉,油壓繼續升高,當作用于先導控制閥YV2的推力大于整定彈簧力時,則YV2動作,將至主閥CV1控制腔的油排掉,在P口壓力作用下, CV1被推開,使油泵輸出的壓力油排至回油箱,而系統的壓力不再升高。

　　4.頂裝式磁翻柱液位計

　　頂裝式磁翻柱液位計的功用是監視回油箱的油位高低。當油量不足時,它的低位置接點閉合發出信號,通知補充油量,避免油泵吸入空氣而損壞。當油位到高位置時,它的上限位置接點閉合,發出油位過高信號。磁翻柱液位計除裝有兩個液位開關外,還可提供標準4~20mA模擬量輸出,可實現上位機對回油箱液位的隨時監控。

　　油箱油位的最低、最高信號油位,可通過調整液位開關的位置進行限定。

　　油箱的油位可通過液位信號器指示管觀察到。

　　5.濾油器

　　本過濾器由兩只不銹鋼濾芯、一個切換閥和壓差發訊器等組成,能使油泵在不停機狀況下更換濾芯,保證系統正常工作。

　　在使用過程中,當其中一只過濾器濾芯堵塞,壓差達到0.45MPa時,壓差發訊器發出信號,這時,應立即手動操作切換閥使過濾器的另一只濾芯投入工作,或切換工作泵,都能更換和清洗濾芯。

　　6.油混水信號器

　　油混水信號器用于檢測油箱油液里水份的含量。當油箱中的水份含量超過預置的報警值時,則發出報警信號,要求對油箱中的油液進行脫水處理。此油混水信號器可輸出一對報警接點。報警值可任意設定,調整方便。

　　(三)工作原理(油壓裝置系統圖)

　　油壓裝置和其用油設備構成一個封閉的循環油路。

　　回油箱內經吸油過濾器過濾后的清潔油,由油泵送達用油系統。油泵是由電動機通過聯軸器帶動的。

　　在油泵啟動的瞬間,主閥處于開啟狀態,故管道中的氣體隨一部分液體排至回油箱中。當壓力建立后,主閥關閉,壓力油經雙濾油器推開單向閥,經截止閥進入用油系統。工作后的回油排入回油箱,這樣就構成一個循環的油路系統。

　　工作油泵斷續工時,當蓄能器中壓力因消耗降到工作油壓下限(2.2Mpa)時,工作油泵運轉向蓄能器內補充壓力油,當油壓上升到工作油壓上限(2.5Mpa)時,油泵停止轉動。當油泵控制回路出現故障,油壓升至工作油壓上限后油泵仍繼續供油,當油壓升至安全閥整定值時,安全閥開啟排油,對系統進行保護。若工作油泵出現故障不能啟動供油或工作油泵不能滿足系統大量用油,系統壓力繼續下降時,控制系統啟動備用油泵供油。從而保證蓄能器中的壓力保持在一定范圍內。

　　主、備用油泵的啟停由壓力開關向控制系統傳輸壓力信號,電磁卸荷閥的失磁和勵磁由壓力變送器向控制系統傳輸壓力信號,控制系統根據要求發出指令,進行操作控制。

　　當油系統發生故障,使油壓降低到事故低壓值時,壓力變送器或壓力開關發出信號,以用于緊急停機及事故報警,通知運行值班人員,以便檢查和消除故障。

　　為防止供油系統的壓力過高,在油泵的出口處裝設了安全閥,當控制回路發生故障,系統中的油壓達到工作壓力上限后,油泵仍繼續供油,在壓力超過安全閥的整定值時,安全閥在油壓的作用下開始排油,油泵輸出的壓力油經安全閥控制的插裝閥流回到回油箱內,避免系統壓力繼續升高。

　　五、改造效果

　　泗陽二站自2008年9月改造運行三年多以來,壓力油裝置系統工作正常,密封性好,可靠性高;在機組運行和啟動過程中,較好地解決了人工頻繁補氣的問題,大大降低值班人員的勞動強度,效果非常明顯,與計算機聯網,實現了計算機自動監控。為對泗陽第二抽水站實現“無人值班,少人值守”奠定了技術基礎。

　　六、結語

　　泗陽二站的壓力油系統改造,提高油壓裝置的安全可靠性,,提高機了組運行安全性,拆除了泗陽二站原有的中壓氣系統,廠房更加整潔明亮,減輕了日常檢修維護的工作量,降低了故障率,減少運行值班人員,降低了運行成本,改善了生產工作環境,實現了泵站運行的自動控制,滿足了現代化管理的新模式,收到了很好的效果,達到了預期的改造目的,更好的發揮了泵站的綜合效益。為類似泵站的油壓系統改造,提供技術參考。

　　參考文獻:

　　[1] 潘咸昂,泵站輔助設備及自動化[M].北京:水利電力出版社,1995年。

　　[2] 丘傳忻,泵站改造 [M].北京:中國水利水電出版社,2005年。

　　[3] 《江都排灌站》第三版 沈日邁 主編 水利電力出版社

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