水輪發電機組組合式減壓閥維護

水輪發電機組組合式減壓閥維護 組合式減壓閥維護 水輪發電機組減壓閥維護 電站減壓閥

 之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹水輪發電機組組合式減壓閥維護針對某公司1號水輪發電機組某次事故停機，分析了事故經過、發生的原因及暴露的問題，并提出防范類似事故發生的對策措施，對同類型機組具有一定的借鑒作用。
        關鍵詞：安全管理；事故停機；主軸密封
        1水輪發電機組組合式減壓閥維護概述
        為了保證水輪機導軸承的正常工作，必須在導軸承下面裝設工作密封和檢修密封，以防止壓力水從主軸和頂蓋之間上溢，防止水輪機導軸承及頂蓋被淹，影響水輪機的正常工作。檢修密封位于工作密封下部，由低壓氣系統供給0.7MPa的壓縮空氣，在機組停機或檢修時投入，充氣時使其內環面與大軸壓緊，起封水作用，減少漏水量。
        1.組合式減壓閥出口壓力鎖定工作原理：
組合式減壓閥是專為復雜工況下運行的供水系統量身設計的減壓設備，由出口壓力鎖定系統，反饋統，和主閥閥體組成。
    每一臺合格的減壓閥閥體均經受了超過60分鐘的1.5倍強壓實驗，*杜絕閥體缺陷，即使歷經連續運行也不會出現破裂漏水等故障。 出口壓力內鎖定裝置是為防止反饋系統遭受意外損壞后，在主活塞下方失壓時，保持出口壓力P2值安全的剛性保護裝置。
 2、組合式減壓閥自動調節原理：
 組合式減壓閥是一種在復雜多變的工況下亦可利用水壓進行自我調節的減壓閥穩壓閥，在進口壓力和流量產生變化的時候保持出口的壓力和流量穩定。其*實現自力控制，調試簡單，運行可靠。
 3、組合式減壓閥的雙反饋切換原理：
組合式減壓閥的反饋系統是根據減壓閥出口壓力的變化信號來控制過流面積（節流錐開度）的獨立系統。減壓閥裝備有互為備用的雙反饋系統，啟用A系統即停用B系統的運行模式可以達到減壓閥不停機檢修的目的。
4、 組合式減壓閥反沖排污工作原理：
水電站的運行工況比較復雜，尤其水質的好壞直接關系到設備的安全運行。針對泥沙含量較大的水電站，除了在減壓閥的過流位置采用不銹鋼材質并堆焊鎳基合金防磨蝕外，減壓閥的反沖排污裝置亦能有效地防止反饋控制系統的堵塞，使減壓閥在多泥沙雜物的水質中保持良好的工況。（反沖排污系統標配為手動控制，根據水質實際情況把握反沖排污頻率，或直接采用PLC自動反沖排污裝置。）

2事故經過
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥JB/T2203－1999《減壓閥結構長度》為主的通用類。目前國內大多數減壓閥生產廠家均按本標準設計生產，但本標準也不盡，規格不全。氣體減壓閥大公稱通徑為DN500，水用減壓閥大公稱通徑DN1000。根據廠家所生產的減壓閥規格及掌握的資料來看，各廠家連接尺寸也不盡統一，建議通用機械研究所對JB/T2203－1999《減壓閥結構長度》進行修訂。建議設計院及用戶按標準選用，減壓閥生產廠家按標準設計制造。

調壓步驟

1、關閉減壓閥前的閘閥，開啟減壓閥后的閘閥，制造下游低壓環境；

2、將調節螺釘 減壓閥 按逆時針旋轉至上位置（相對低出口壓力），然后關閉減壓閥后閘閥；

3、慢慢開啟減壓閥前的閘閥至全開；

4、順時針慢慢旋轉調節螺釘，將出口壓力調至所需要的壓力（以閥后表壓為準）；調整好后，將鎖緊 螺母鎖緊，打開減壓閥后閘閥；

5、如在調整時出口壓力高于設定壓力，須從*步開始重新調整，即只能從低壓向高壓調。 主要作用 減壓閥的作用原理是靠閥內流道對水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側的進出口水壓差自動調節。

定比減壓原理是利用閥體中浮動活塞的水壓比控制，進出口端減壓比與進出口側活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩無振動；閥體內無彈簧，故無彈簧銹蝕、金屬疲勞失效之慮；密封性能良好不滲漏，因而既減動壓（水流動時）又減靜壓（流量為0時）；特別是在減壓的同時不影響水流量。 水流通過減壓閥雖有很大的水頭損失，但由于減少了水的浪費并使系統流量分布合理、改善了系統布局與工況，因此總體上講仍是節能的。介質為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥。為了操作、調整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。某電廠總裝機容量為2160MW，單機容量為360MW，機組形式為混流式水輪發電機組。

事故發生前，1號機帶滿負荷正常運行。10時12分，上位機報1號機啟動事故停機流程。10時23分，上位機報文顯示1號機事故停機正常。下面是事故發生時上位機的報警信息。
        10：11：57，1號機組主軸密封水有流復歸。
        10：11：57，1號機組主軸密封水流量低事故停機待啟動動作。
        10：12：07，1號機組無事故復歸。
        10：12：09，1號機組機械事故停機，主軸密封水流量低啟動【流程自動】。（備注：啟動事故停機流程。）
        10：12：09，1號機組調速器緊急停機動作。
        10：12：09，1號機組發電機保護Ⅰ跳閘信號動作。
        10：12：09，1號機組發電機保護Ⅱ跳閘信號動作。
        10：12：09，1號機組出口斷路器011分位動作。（備注：1號機事故跳閘，與系統解列。）
        10：12：18，1號機組空載態動作。
        10：12：20，1號機組逆變滅磁【動作】。
        10：12：23，1號機組空轉態動作。
        10：12：23，1號機組導葉全關位置動作。
        10：23：36，1號機組機械事故停機【流程執行成功】【流程自動】。（備注：1號機停機正常。）
        事故發生后，當班值長立即指揮現場運行、維護人員進行檢查、處理。運行人員檢查1號機相關設備無工作開展，技術供水區域運行無異常，無人員誤動主軸密封技術供水閥門。維護人員檢查發現廠房交直流電源系統控制室內直流系統廠家和機電安裝單位人員擅自切除1號交流控制電源系統交流電源輸入開關，導致1號機組主軸密封水示流計的常閉接點失電后斷開，1號機組啟動事故停機流程。當班值長及時將該情況向云南中調和公司領導進行匯報。15時12分，根據公司要求，退出1號機“主軸密封水中斷，延時10S”事故停機軟壓板，全面檢查機組具備開機并網條件，向云南中調匯報跳閘原因已查明并處理，申請機組并網。21時42分，1號機重新開機并網發電。

        3事故原因
        事故發生時，直流系統廠家人員和機電安裝單位試驗班人員要求處理“2號交直流蓄電池組報警故障”缺陷，在找到機電安裝單位試驗班負責人并得到其確認后，在未辦理任何工作許可手續的情況下，擅自進入設備運行區域進行消缺。
        兩人消除直流蓄電池故障報警缺陷后準備離開工作現場，試驗班負責人也到了工作現場，提出1號交流控制電源裝置不具備逆變功能，而廠家人員認為逆變功能已在前期的調試中完成，為驗證設備功能，廠家人員只查看了1號交流控制電源系統直流輸入電源QF2開關在合閘位置，而不清楚上一級220V直流輸入電源QF1開關因接地故障未消除早已在斷開位置的情況，直接斷開1號交流控制電源系統380V交流輸入電源QF3開關，導致1號機組交流配電柜失電（通過直流輸出電源開關QF11），如圖1所示。
        圖1 1號交流控制電源系統示意圖
        1號機組交流控制電源配電柜失電從而導致主軸密封控制箱失電。按照設計，1號機組交流控制電源配電柜應有兩路交流輸入電源，第1路電源（QS21 1路交流進線開關）取自1號交流控制電源系統，第2路電源（QS22 2路交流進線開關）取自1號機組400V自用電系統，但事故發生時第2路電源并未接入，如圖2所示。
        圖2 1號機組交流控制電源配電柜系統示意圖
        主軸密封水流量低啟動事故停機流程需同時滿足3個條件：主軸密封水無流，機組不在停機態（空轉態、空載態、發電態或調相態中的任何一個），主軸密封水中斷啟動事故停機壓板在投入狀態。此次事故發生時，機組在發電態，且主軸密封水中斷啟動事故停機壓板在投入狀態。當1號機組主軸密封控制箱失電后，主軸密封水總管流量計電源消失，導致主軸密封水總管流量計常閉接點斷開，從而滿足主軸密封水中斷啟動事故停機流程條件，延時10s后啟動機組事故停機流程。下面的代碼是主軸密封水中斷啟動事故停機流程的判據。模擬量DI[277]表示主軸密封水有流，當主軸密封控制箱正常帶電且主軸密封水正常供水的情況下，該模擬量為常閉接點，當控制箱失電時該常閉接點斷開。JZ.STATE>1表示機組不在停機態。DUMMY.DI[58]表示主軸密封水中斷啟動事故停機壓板在投入狀態。
     組合式減壓閥是指由主閥和附屬反饋系統（包括控制閥、射流泵、球閥等）組成的、擁有水力PID控制機制的、綜合性能*的減壓穩壓閥，其主要應用在水電站技術供水系統，井下供水系統等工況復雜，的工況條件下。
    目前國內大部分水電站（三峽水電站，向家壩水電站，構皮灘水電站，天生橋水電站，寶珠寺水電站，紫坪鋪水電站，緊水灘水電站，烏溪江水電站等）選用的是組合式減壓閥。
    所采用的減壓閥公稱通徑的選取應在保證出口整定壓力條件下而能滿足技術供水大流量，并裝備有可供不停機檢修的雙反饋系統，保證減壓閥損壞時破壞性高壓不進入機組的出口壓力鎖定系統，與防止過流介質中的雜質堵塞閥門的反沖排污系統。
    組合式減壓閥因為應用條件復雜，，通常有DN50 ~ DN1200多種規格，閥前工作壓力<6.4MPa，閥后整定壓力區間在0.2MPa ~ 0.8MPa

        4暴露問題
        a.直流系統廠家人員無票作業，在不清楚設備實際運行情況的前提下，未經現場運行人員許可，擅自操作運行設備，是導致本次事故的直接原因。
        b.1號機組交流控制電源柜按照設計應該是兩路交流電源互為備用，但此次事故中，第2路交流進線電源并未接線，未起到備用作用。
        c.主軸密封水中斷啟動事故停機流程，是導致本次事故發生的根本原因，結合已投運電廠的實際運行情況，主軸密封水中斷提供報警信號即可，不用啟動事故停機流程。
        d.運行值班人員和設備維護部人員對現場未移交但與運行設備有關聯的設備認識不足，現場把關不嚴，任由其他人員進入運行區域內進行工作，負本次事件管理責任。

        5經驗教訓
        a.將機組“主軸密封水中斷，延時10S”事故停機水機保護退出，當主軸密封水中斷時，僅發出報警信號即可。
        b.完善1號機組交流控制電源配電柜另一路電源的接線工作，保證兩路電源互為備用。
        c.完善1號交流控制電源系統，保證交流電源、直流電源均正常帶電互為備用。
        d.嚴格執行《電力安全工作規程》，規范和完善工作許可、監護制度，杜絕出現管理漏洞。
        e.公司不斷完善外來人員登記表格的內容，進一步做好現場設備管理工作。與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求