淺析水輪機調壓閥運行操作及檢修方法

趙 爽，董 建，王柏柏

(天津電氣科學研究院有限公司，天津市 300180)

1 概 述

目前，越來越多擁有長有壓引水系統的中小型水電站，從降低工程造價、提高施工安全、減少施工排渣量對環境的破壞等多方面因素考慮，選用調壓閥代替調壓井作為電站調壓主設備。作為保證電站安全運行的重要一環，運行人員應對調壓閥及其控制系統進行定期巡視、檢查，發現異常需及時處理。

2 水輪機調壓閥及其控制系統的運行操作

2.1 調壓閥及其控制系統操作及運行方式

調壓閥控制系統采用液壓聯動的方式，導葉接力器及調壓閥油缸在特殊主配等關鍵部件控制下協同動作。調壓閥需要設置位移傳感器，監控調壓閥開關狀態，參與機組運行控制。

裝有調壓閥的水電站，主閥由開度20%到0%的關閉時間需滿足調壓閥拒動時導葉慢速關閉時間。在負荷小擾動條件下，控制單元中的調壓閥不做任何動作。因此，在進行調速器選型的時候，考慮到此類電站的水流慣性時間常數Tw值通常較高，要求暫態反饋強度bt和緩沖時間常數Td及有關技術參數的調節值范圍盡可能大。

當機組自動運行時，在負荷保持不變、增加或少量減少這三種情況下，調壓閥處于關閉狀態，閥盤均不開啟。當水輪機組甩較多的負荷時，調壓閥快速開啟時間和導葉快速關閉時間應盡可能保持線性一致，兩者動作同步進行。待導葉全部關閉后，調壓閥緩慢關閉。

在調壓閥出現拒動失靈的情況下，導葉接力器應緩慢關閉，以避免長引水管路因壓力突然升高，出現水錘而造成危害。安裝位移傳感器后，在監控系統接收不到調壓閥全關信號的情況下，防止調壓閥處于開啟狀態下水輪機組增加負荷。

2.2 調壓閥運行注意事項

系統運行前，檢查調壓閥、調速器、機組等設備是否安裝合格。

調壓閥在投入運行前，需要做無水壓動作試驗及系統聯動試驗。參照調壓閥產品說明書，通過調整系統中相關節流閥，按照調節保證計算結果設定調壓閥慢速關閉時間、調速器導葉快速打開時間及調壓閥拒動時導葉慢速關閉時間；并在現場試驗過程中對調壓閥的開啟及關閉時間進行合理范圍的調整。此外，初調各節流閥時，需要注意排除管路中的空氣。試驗中需多次模擬調壓閥動作，保證調整時間不變。

調壓閥整定后的數據為定值，在其運行過程中不得修改。同樣值得注意的是，在切除調壓閥的情況下不能運行水輪機組。調壓閥只作為全開或全閉使用，不能作為調節流量使用，避免閥盤密封面受沖蝕磨損。

3 調壓閥及其控制系統的巡檢與維護

3.1 基本要求

控制系統中各裝置運轉正常，表計、信號指示等正常，開關位置正確。

系統各裝置運行時，油質保證清潔。液壓系統用油應符合調速器用油規定。

停機期間，建議定期做控制系統模擬動作試驗，檢查調壓閥動作是否正常，整定時間不變。

3.2 日常巡檢和維護保養

需要定期監控油管路狀態，確保無滲漏油情況發生；注意觀察介質是否從閥門的密封處或緊固件部位滴漏，發現問題及時處理；定期檢查緊固件松動情況；如果情況嚴重，需立即上報，申請停機維修。

此外，還應注意檢查閥門外露的各部件是否存在銹蝕情況，重點是閥桿、緊固件等；發現銹蝕部位應參照相關規定，進行維護和處理。

4 調壓閥檢修方案

在調壓閥進行檢修前，檢查場地及工具等是否滿足操作要求，是否有防護和安全措施。在外部準備條件充足的情況下，需要關閉閥前后截止閥，排空調壓閥油缸內液壓油及閥體內部流體介質。注意液壓油的收集，避免造成環境污染，保持操作環境的干凈整潔。檢修技術人員在拆裝前需充分了解設備及其主要結構，熟悉圖紙。拆裝記號必須在適當位置標志明顯，相關技術記錄應正確完整，存檔保存。

4.1 檢修的一般程序

首先做好標記工作。為保證調壓閥檢修后能正確復位，應清晰標明以下方位。

(1)調壓閥進水法蘭與管道法蘭的連接方位。

(2)調壓閥底座法蘭與出水管道法蘭的連接位置。

(3)閥體與其執行機構的連接方位。

調壓閥解體前，檢修人員可咨詢供貨廠家，了解解體步驟或請廠家協同完成檢修解體工作，并劃定專用場地，進行解體工作。解體的部件需要按裝配關系有序擺放，進行清理檢查。清除一切粘附在部件表面上的油污、灰塵等雜質。生銹的零部件要選擇正確的方法進行清洗和除銹，特別需要保護好閥桿、閥盤等密封面。檢查各個密封面，清理后密封面應保證平整光滑。

如果必要，檢修人員可將調壓閥液壓缸組件完全分解，對密封等易損件進行檢查。

4.2 主要零部件檢修

檢修過程中，檢修人員需要對下列情況特別關注。

(1)閥體內壁和閥盤接觸的密封面容易受水流中雜質腐蝕和沖蝕。

(2)閥桿不得變形彎曲，閥桿上部密封盒中密封材料需要及時更換。

(3)調壓閥液壓油缸活塞桿與閥桿連接部位螺紋的腐蝕程度。

(4)閥體、閥座、進水法蘭及出水法蘭密封面的損傷程度及“O”形密封圈老化、開裂程度。

(5)調壓閥液壓油缸內部密封的老化、損壞程度。

此外，每次解體檢修，檢修人員都需要重新更換各部位的密封填料、法蘭墊圈、“O”形密封圈。如果硬密封受損情況不嚴重，可采用補焊或機加工等手段進行修復。

在檢修中發現的受損零部件，應根據其受到損傷的實際情況，通過合理分析，選擇正確的處理方案；如對受損零部件更新或者修復處理等。對于完全可以修理好的零件，在保證沒有影響性能的情況下盡量縮短修復時間，減少修復成本。對于損傷嚴重或修復后不能滿足其原有功能的零件應當進行更換，保證調壓閥的安全運行。

4.3 復裝

調壓閥進行復裝時宜根據解體記錄，參照解體的逆順序進行。

調壓閥液壓缸連接閥桿帶動閥盤運動，需要注意解體前所做的相對位置標記，確保復原其相對位置。閥桿及閥盤是調壓閥重要的部件，裝配時注意不得使閥桿變形彎曲；閥盤應對中，保證調壓閥運行時可以完全關閉。裝配后，保證調壓閥動作靈活，無卡頓現象。

密封件安裝時應注意：各部位密封的型號及規格應正確，且在合理的有效使用期內。安裝時嚴格按照技術要求進行，不能劃傷密封。

4.4 控制系統中其他主要部件檢修

對系統中的其他主要設備，各水電站(廠)可以參照《中小水電機組調速系統運行及檢修規程》執行操作，也可以根據實際情況增加必要的檢修項目。

4.5 檢修周期

大修間隔不宜少于4 a。

5 結 語

隨著生態環保意識的增強，在新建的水電站項目中，以閥代井的電站項目越來越多。調壓閥作為重要的電站調壓設備，其正常運行是電站安全運行的重中之重。為降低調壓閥的故障率，應根據電站的實際運行情況，合理安排調壓閥及其控制系統的運行維護及檢修工作計劃，并按照規范進行，統一管理工作。