水電設(shè)備液壓故障診斷與維修_ 啟閉機(jī)液壓設(shè)備參數(shù)原理
某電廠電站安裝有6臺(tái)55萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量330萬千瓦,保證出力100萬千瓦,多年平均發(fā)電量為170億千瓦時(shí)。電廠大壩為雙曲拱壩,由于河谷狹窄、水頭高、流量大,因此,泄洪設(shè)施成為該水電站樞紐中的重要組成部分。電廠泄洪建筑物按千年一遇洪水流量20600m3/S設(shè)計(jì),5000年一遇的洪水流量23900m3/s校核。主要泄洪設(shè)施包括表孔、中孔、泄洪洞。
表孔沿拱壩頂部呈徑向布置,孔口尺寸為11m×11.5m(寬×高),堰頂高程1188. 5m,7個(gè)表孔在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)泄量為6260m3/s,校核洪水時(shí)泄量達(dá)9500m/s。表孔閘門形式為弧形門,閘門的啟閉采用2×1000kN的雙缸液壓?jiǎn)㈤]機(jī)進(jìn)行操作。
(1)設(shè)備參數(shù)
該水電站表孔2×100t液壓?jiǎn)㈤]機(jī)用于操作表孔11×12-12m的弧形工作門。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)由液壓缸、支鉸座、液壓系統(tǒng)總成、閘門開度儀、行程控制裝置、液壓管路及附件組成。每孔液壓?jiǎn)㈤]機(jī)布置有1套液壓泵站、兩套液壓缸,液壓泵站位于閘門孔口右側(cè)閘墩1202.20m高程上的液壓泵室內(nèi)。該系統(tǒng)工作制為一用一備,即一臺(tái)泵組工作,一臺(tái)泵組備用,并能自動(dòng)切換。表孔液壓?jiǎn)㈤]機(jī)主要參數(shù)如下表所示。
表孔液壓?jiǎn)㈤]機(jī)主要參數(shù)
啟門力/t |
2×100 |
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無桿腔工作壓力/MPa |
1.5 |
閉門力 |
閘門自重 |
|
液壓泵額定壓力/MPa |
28 |
液壓缸工作行程/m |
7.05 |
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液壓泵額定流量/(L/min) |
72.7 |
(啟/落門速度)(m/min) |
0.68 |
|
閘門自重/t |
64.5 |
桿腔最大工作壓力/MPa |
16.84 |
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孔口尺寸/(l/min) |
11×12.5 |
桿腔流量/(L/min) |
4 |
|
無桿腔流量/(L/min) |
62 |
工作行程/m |
7.05 |
|
全行程/m |
7.3 |
(2)工作原理
基本控制回路參考圖U。
①空載啟動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī),此時(shí)各電磁換向閥均未得電,處于圖示位置。主油路進(jìn)入3-DN25母管,從3-DN25母管上分出四條控制油管(虛線),從右向左,第一條控制油路經(jīng)過阻尼孔、單向閥、DT5、DT2回油箱;第二至第三條控制油路各通過DT2、DT6,進(jìn)入盲孔;第四條控制油路經(jīng)DT1、梭閥作用在插裝閥16.1上,使其產(chǎn)生背壓,導(dǎo)致主油路不能打開此閥。由于第一條控制油路呈現(xiàn)無壓狀態(tài),它對(duì)插裝閥17.1后產(chǎn)生不了背壓,則主油路克服插裝閥17.1后的彈簧力(開啟壓力在0.03~0.4MPa),將其閥芯打開,并通過預(yù)壓?jiǎn)蜗蜷y、回油濾油器進(jìn)入油箱,實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。
②閘門開啟 空載啟動(dòng)25s后DT1、DT2得電,在3-DN25母管上的控制油路從右向左,第一條經(jīng)阻尼孔、單向閥DT5、換向后的DT2,最后與第二條控制油路連通(高壓油),同時(shí)此油還作用在插裝閥16.2及17.1上,使其產(chǎn)生背壓;第三條控制油路仍然經(jīng)DT6進(jìn)入盲孔;第四條控制油路經(jīng)換向后的DT1進(jìn)入盲孔,使插裝閥16.1后無背壓。至此,系統(tǒng)中的三個(gè)插裝閥的狀態(tài)為17.1關(guān)閉、16.1導(dǎo)通、16.2關(guān)閉;系統(tǒng)的壓力由壓力蓋板18.1內(nèi)的溢流閥決定。這樣主油路經(jīng)插裝閥16.1分流后經(jīng)左右缸的調(diào)速閥分別進(jìn)入液壓缸下腔。液壓缸上腔回油經(jīng)預(yù)壓?jiǎn)蜗蜷y6.1回油箱。至此啟門過程結(jié)束。
③閘門關(guān)閉表孔閘門是靠自重下落的,系統(tǒng)只需將液控單向閥打開即可實(shí)現(xiàn)閘門下落。液壓泵同樣空載運(yùn)行25s后DT5、DT6得電,控制油路第一條經(jīng)阻尼孔、單向閥、換向后的DT5作用于10MPa溢流閥上,系統(tǒng)壓力由此確定為10MPa,同時(shí)控制油還作用在插裝閥17.1上,使其產(chǎn)生背壓;第二條經(jīng)DT2進(jìn)入盲孔,使插裝閥16.2無背壓;第四條經(jīng)DT1、梭閥作用在插裝閥16.1上,使其產(chǎn)生背壓;第三條經(jīng)換向后的DT6、單向節(jié)流閥直接作用在左右缸下腔的液控單向閥上,并將其打開。此時(shí)三個(gè)插裝閥的狀態(tài)為17.1關(guān)閉、16.1關(guān)閉、16.2打開。液壓缸下腔回油經(jīng)單向閥、調(diào)速閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入上腔。液壓缸上腔與下腔的容積差通過自吸的方式從油箱中補(bǔ)油。
④閘門糾偏閘門糾偏是對(duì)液壓缸位移進(jìn)行直接檢測(cè),并通過電液閉環(huán)實(shí)現(xiàn)旁路糾偏。糾偏回路由接入液壓缸下腔的單向節(jié)流閥及三位四通電磁換向閥組合而成。糾偏原則:在啟門過程中,哪一缸的速度快(即流量大),則將哪一缸下腔的油通過旁路糾偏回路放掉一部分,減小此缸的進(jìn)油量,即降低此缸的運(yùn)行速度,以達(dá)到與另一缸的同步;落門時(shí)相反,哪一缸的速度快,則將另一缸下腔的油放掉,增加另一缸的排油量,以達(dá)到與這一缸韻;回步。具體執(zhí)行情況為:?jiǎn)㈤T過程中,如果左缸速度快,超出系統(tǒng)允許偏差,則DT3動(dòng)作,左側(cè)液壓缸下腔的油通過單向節(jié)流閥、換向后的換向閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入油箱;當(dāng)落門過程中,如果左缸速度快,則DT4動(dòng)作,將右液壓缸下腔的油通過單向節(jié)流閥、換向后的換向閥、插裝閥16.2、17.1進(jìn)入油箱??傊F(xiàn)場(chǎng)只需根據(jù)閘門左右缸當(dāng)前的實(shí)際開度值的大?。o論啟門還是落門)來判斷并糾偏。
⑤閘門自動(dòng)復(fù)位閘門長(zhǎng)時(shí)間全開時(shí),為防止因液壓系統(tǒng)泄漏引起閘門下沉而影響運(yùn)行,在工作回路中設(shè)置了閘門下沉自動(dòng)回升功能。當(dāng)閘門從開肩位置下滑,下滑量達(dá)200mm時(shí),行程控制裝置指令工作液壓泵啟動(dòng)(自動(dòng)泵啟動(dòng),若自動(dòng)泵故障,控制系統(tǒng)將自動(dòng)切換至備用泵啟動(dòng)),使門復(fù)位,同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào);若備用液壓泵電動(dòng)機(jī)組或液壓系統(tǒng)故障,閘門復(fù)位失敗,閘門繼續(xù)下滑,下滑量達(dá)205mm,行程控制裝置再次指令備用泵肩動(dòng),并向值班室發(fā)出緊急報(bào)警信號(hào)。