泗陽(yáng)第二抽水站油壓裝置改造

1、泗陽(yáng)第二抽水站油壓裝置改造摘 要 :本文介紹了泗陽(yáng)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(duì)原有儲(chǔ)能式裝置設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造, 簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu) , 提高了設(shè)備自動(dòng)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(yùn)行效果 , 為同類泵站技術(shù)改造具有借鑒意義。關(guān)鍵詞 : 泵站 油壓裝置技術(shù)改造一、引言泗陽(yáng)第二抽水站 ( 下稱泗陽(yáng)二站 ) 位于江蘇省泗陽(yáng)縣城東郊 , 是江蘇省江水北調(diào)第四梯級(jí)站 , 淮水北調(diào)第一梯級(jí)站。 該站建成于 1996 年, 工程總投資 6300 萬(wàn)元?？傃b機(jī)容量 5600KW,設(shè)計(jì)流量為 66m3/s。裝設(shè)液壓全調(diào)節(jié)軸流泵 2 臺(tái) , 單機(jī)流量 33 m

2、3/s, 配套 TDL325/56-40 立式同步電機(jī) , 泵站采用堤身式結(jié)構(gòu) , 肘形進(jìn)水流道 , 虹吸式出水流道 , 真空破壞閥斷流。泗陽(yáng)二站水泵葉片角度調(diào)節(jié)是壓力油裝置是供給全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能量的。 在正常運(yùn)行時(shí) , 又可根據(jù)不同水位 , 調(diào)節(jié)葉片角度 , 力爭(zhēng)使機(jī)組在高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn) ; 在全調(diào)節(jié)水泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí) , 可將葉片角度調(diào)節(jié)至負(fù)角度 , 減少啟動(dòng)力矩 , 使電機(jī)易于啟動(dòng) , 便于機(jī)組牽入同步。二、泗陽(yáng)二站油壓裝置原有狀況和存在問(wèn)題( 一) 泗陽(yáng)二站原有的油壓裝置狀況及工作原理原油壓裝置 ( 見(jiàn)圖 1) 由回油箱、電機(jī)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 :

3、回油箱內(nèi)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(jī)中壓氣罐連接管、閥門壓力油箱。在調(diào)節(jié)葉片角度時(shí) , 貯能罐中的壓力油通過(guò)受油器的配壓閥操作油管水泵接力器活塞式油缸通過(guò)油缸的力矩機(jī)構(gòu)葉輪轉(zhuǎn)臂 , 達(dá)到改變?nèi)~片角度。為保證壓力油的相對(duì)穩(wěn)定性 , 貯能罐壓力油箱內(nèi)經(jīng)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(diào)葉片機(jī)構(gòu)。 ( 二) 存在問(wèn)題泗陽(yáng)二站原油壓裝置管道閘閥密封不嚴(yán) , 有滲油漏氣現(xiàn)象。在主水泵運(yùn)行時(shí) , 要保持葉片一定角度不變 , 需保持壓力油箱的壓力在 Mpa 之間 , 保持油壓裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的油壓作用

4、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(jī)組葉片在一定角度的平衡圖 1 泗陽(yáng)二站原有油壓裝置示意圖穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行時(shí) , 在貯能壓力罐向水泵葉調(diào)機(jī)構(gòu)供油過(guò)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(jī)都可能啟動(dòng) ( 都設(shè)定在自動(dòng)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(wěn)定 , 需每隔 1 小時(shí)左右采用人工進(jìn)行一次放

5、油補(bǔ)氣 , 必須由運(yùn)行值班人員來(lái)頻繁調(diào)節(jié)油氣的比例 , 無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 , 無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控 , 無(wú)法實(shí)現(xiàn)泵站管理的現(xiàn)代化的“無(wú)人值班 , 少人值守”的運(yùn)行方式。 維護(hù)工作量大 ; 為降低值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度 , 提高工程管理自動(dòng)化水平 , 急需對(duì)壓力油裝置進(jìn)行改造。三、改造目標(biāo)和解決方法改造的目標(biāo)是 , 保持壓力油箱壓力在一定范圍內(nèi) , 實(shí)現(xiàn)油氣兩種介質(zhì)混合所占體積比例符合要求 , 全部過(guò)程采用自動(dòng)控制 , 系統(tǒng)密封性好 , 動(dòng)作可靠 , 檢修維護(hù)工作量小 , 同時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控自動(dòng)控制 , 根據(jù)泗陽(yáng)二站油壓調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際情況 , 經(jīng)過(guò)論證 , 擬采用將原油壓裝置的油罐改造為蓄能器式壓力

6、容器。 與傳統(tǒng)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(nèi) , 從而有效地避免了葉調(diào)過(guò)程中油的夾氣分離。同時(shí)由于壓力油與外界空氣不直接接觸 , 有利于壓力油的穩(wěn)定 , 不易氧化 , 補(bǔ)氣可采用常規(guī)氮?dú)馄?, 進(jìn)行補(bǔ)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(hào)為 / 8NC2, 額定壓力為。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(gè)閥組。該閥組特點(diǎn)是: 結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作

7、靈敏、工作可靠。新油壓裝置配備兩臺(tái)供油油泵, 一臺(tái)為工作油泵 , 另一臺(tái)為備用油泵 , 可定期互相切換。油泵采用斷續(xù)運(yùn)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(guān)、壓力變送器、磁翻柱液位計(jì) ( 回油箱 ) 、油混水信號(hào)器等。圖 2 泗陽(yáng)二站改造后油壓裝置 SYGZ-0示意圖主要結(jié)構(gòu)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(nèi)腔分為兩個(gè)部分, 囊內(nèi)裝氮?dú)?, 囊外充液壓油。當(dāng)液壓油充入蓄能器時(shí) , 充滿設(shè)定壓力氮?dú)獾钠つ揖褪軌鹤冃? 氣體體積隨壓力增加而減少 , 液壓

8、油被逐漸升壓儲(chǔ)存。若液壓系統(tǒng)需要壓力油時(shí), 蓄能器將液壓油排出 ,使系統(tǒng)的能量得以補(bǔ)充。此種蓄能器將油氣相互分離, 油液不容易被污染。8 個(gè)蓄能器聯(lián)接在一塊安裝于地面之上, 通過(guò)管路與回油箱相連。 蓄能器的頂部設(shè)有充氣閥 , 皮囊內(nèi)的氮?dú)獬浞?, 可通過(guò)連接充氣閥的專用充氣工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。充氣工具上的壓力表, 可顯示蓄能器內(nèi)的介質(zhì)壓力, 將蓄能器中的油液放掉 ,即可檢測(cè)皮囊內(nèi)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(jì)、油混水信號(hào)器等部件組成。1. 回油箱體回油箱體是系統(tǒng)回油的匯集處, 也是清潔油的儲(chǔ)存箱。2. 油泵組本泵組采用的是內(nèi)嚙合齒輪泵和全封閉三相

9、異步電動(dòng)機(jī)組成。3. 組合閥本組合閥是由一個(gè)插裝單元及兩個(gè)先導(dǎo)控制閥組成, 包括了電磁卸荷閥、安全閥的功能。組合閥設(shè)三個(gè)油口, 進(jìn)油口和油泵出口相連, 出油口與雙濾油器進(jìn)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(xù)運(yùn)行而設(shè)置的.當(dāng)系統(tǒng)中的油壓升至工作油壓上限時(shí) , 壓力變送器發(fā)出信號(hào) , 電磁卸荷閥線圈勵(lì)磁 , 將 CV1控制腔的油排掉 , 則 CV1打開排油 , 使油泵空載運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)油壓降至工作油壓下限時(shí) , 壓力變送器發(fā)出信號(hào) , 電磁卸荷閥線圈失磁而復(fù)位 , 使CV1關(guān)閉 , 油泵恢復(fù)向系統(tǒng)供油。(2) 安全閥 (YV2)安全閥是為保證系統(tǒng)油壓

10、不超過(guò)允許值而設(shè)置的, 以預(yù)防油泵電機(jī)過(guò)載及保證系統(tǒng)安全 .當(dāng)壓力開關(guān)或控制系統(tǒng)發(fā)生故障, 致使油壓達(dá)到允許的上限值后, 油泵仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) , 油壓繼續(xù)升高 , 當(dāng)作用于先導(dǎo)控制閥YV2的推力大于整定彈簧力時(shí),則 YV2動(dòng)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(tǒng)的壓力不再升高。4. 頂裝式磁翻柱液位計(jì)頂裝式磁翻柱液位計(jì)的功用是監(jiān)視回油箱的油位高低。當(dāng)油量不足時(shí),它的低位置接點(diǎn)閉合發(fā)出信號(hào), 通知補(bǔ)充油量 , 避免油泵吸入空氣而損壞。 當(dāng)油位到高位置時(shí) , 它的上限位置接點(diǎn)閉合 , 發(fā)出油位過(guò)高信號(hào)。 磁翻柱

11、液位計(jì)除裝有兩個(gè)液位開關(guān)外 , 還可提供標(biāo)準(zhǔn) 420mA模擬量輸出 , 可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)回油箱液位的隨時(shí)監(jiān)控。油箱油位的最低、 最高信號(hào)油位 , 可通過(guò)調(diào)整液位開關(guān)的位置進(jìn)行限定。油箱的油位可通過(guò)液位信號(hào)器指示管觀察到。5. 濾油器本過(guò)濾器由兩只不銹鋼濾芯、一個(gè)切換閥和壓差發(fā)訊器等組成, 能使油泵在不停機(jī)狀況下更換濾芯, 保證系統(tǒng)正常工作。在使用過(guò)程中 , 當(dāng)其中一只過(guò)濾器濾芯堵塞, 壓差達(dá)到時(shí) , 壓差發(fā)訊器發(fā)出信號(hào) , 這時(shí) , 應(yīng)立即手動(dòng)操作切換閥使過(guò)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(hào)器油混水信號(hào)器用于檢測(cè)油箱油液里水份的含量。當(dāng)油箱中的水份

12、含量超過(guò)預(yù)置的報(bào)警值時(shí) , 則發(fā)出報(bào)警信號(hào) , 要求對(duì)油箱中的油液進(jìn)行脫水處理。此油混水信號(hào)器可輸出一對(duì)報(bào)警接點(diǎn)。報(bào)警值可任意設(shè)定, 調(diào)整方便。( 三) 工作原理 ( 油壓裝置系統(tǒng)圖 )油壓裝置和其用油設(shè)備構(gòu)成一個(gè)封閉的循環(huán)油路?；赜拖鋬?nèi)經(jīng)吸油過(guò)濾器過(guò)濾后的清潔油 , 由油泵送達(dá)用油系統(tǒng)。油泵是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)的。在油泵啟動(dòng)的瞬間 , 主閥處于開啟狀態(tài) , 故管道中的氣體隨一部分液體排至回油箱中。當(dāng)壓力建立后 , 主閥關(guān)閉 , 壓力油經(jīng)雙濾油器推開單向閥 , 經(jīng)截止閥進(jìn)入用油系統(tǒng)。工作后的回油排入回油箱 , 這樣就構(gòu)成一個(gè)循環(huán)的油路系統(tǒng)。工作油泵斷續(xù)工時(shí) , 當(dāng)蓄能器中壓力因消耗降到工作

13、油壓下限 () 時(shí) , 工作油泵運(yùn)轉(zhuǎn)向蓄能器內(nèi)補(bǔ)充壓力油 , 當(dāng)油壓上升到工作油壓上限 () 時(shí) , 油泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)油泵控制回路出現(xiàn)故障 , 油壓升至工作油壓上限后油泵仍繼續(xù)供油 , 當(dāng)油壓升至安全閥整定值時(shí) , 安全閥開啟排油 , 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。若工作油泵出現(xiàn)故障不能啟動(dòng)供油或工作油泵不能滿足系統(tǒng)大量用油 , 系統(tǒng)壓力繼續(xù)下降時(shí) , 控制系統(tǒng)啟動(dòng)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(nèi)。主、備用油泵的啟停由壓力開關(guān)向控制系統(tǒng)傳輸壓力信號(hào) , 電磁卸荷閥的失磁和勵(lì)磁由壓力變送器向控制系統(tǒng)傳輸壓力信號(hào) , 控制系統(tǒng)根據(jù)要求發(fā)出指令 , 進(jìn)行操作控制。當(dāng)油系統(tǒng)發(fā)生故障 , 使油壓降

14、低到事故低壓值時(shí) , 壓力變送器或壓力開關(guān)發(fā)出信號(hào) , 以用于緊急停機(jī)及事故報(bào)警 , 通知運(yùn)行值班人員 , 以便檢查和消除故障。為防止供油系統(tǒng)的壓力過(guò)高 , 在油泵的出口處裝設(shè)了安全閥 , 當(dāng)控制回路發(fā)生故障 , 系統(tǒng)中的油壓達(dá)到工作壓力上限后 , 油泵仍繼續(xù)供油 , 在壓力超過(guò)安全閥的整定值時(shí) , 安全閥在油壓的作用下開始排油 , 油泵輸出的壓力油經(jīng)安全閥控制的插裝閥流回到回油箱內(nèi) , 避免系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高。五、改造效果泗陽(yáng)二站自 20XX年 9 月改造運(yùn)行三年多以來(lái) , 壓力油裝置系統(tǒng)工作正常 , 密封性好 , 可靠性高 ; 在機(jī)組運(yùn)行和啟動(dòng)過(guò)程中 , 較好地解決了人工頻繁補(bǔ)氣的問(wèn)題 , 大大降低值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 , 效果非常明顯 , 與計(jì)算機(jī)聯(lián) , 實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控。為對(duì)泗陽(yáng)第二抽水站實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班 , 少人值守”奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。六、結(jié)語(yǔ)泗陽(yáng)二站的壓力油系統(tǒng)改造 , 提高油壓裝置的安全可靠性 , 提高機(jī)了組運(yùn)行安全性 , 拆除了泗陽(yáng)二站原有的中壓氣系統(tǒng) , 廠房更加整潔明亮 , 減輕了日常檢修維護(hù)的工作量 , 降低了故障率 , 減