电站供水组合式减压阀

                   上海申弘阀门有限公司

之前介绍万溯化学扩建自立式减压阀，现在介绍电站供水组合式减压阀电站共安装4台单机额定容量为275MVA的水轮发电机组，电站总装机1100MW。截止2014年5月1日，四台机组相继投产发电。机组技术供水系统水源取自水轮机蜗壳，并设置取水电动阀门，1号和2号机为一组，3号和4号机为一组。两台机组取水管道用电动阀门相互连通，互为备用。控制系统采用法国施耐德公司的TSXPremium系列PLC。 由于主轴密封的结构原因，对机组技术供水系统提供的冷却润滑水的要求稳定性很高，否则会影响机组正常，运行甚至导致冷却水中断而发生干摩擦，导致主轴密封温度高而烧毁机组。
  采取自流减压供水方式的水电站，冷却水要达到主轴密封所需要的技术要求，需要技术供水系统上有的减压阀。ZJY46H组合式减压阀就是一款非常的技术供水系统设备，它在供水系统上的运行工况非常稳定，在机组开停机以及甩负荷等复杂工况下，根据管道压力和流量的变化自动调节出口压力和流量，保证阀后的压力和流量在整定值范围内，噪音值及波动值极小，而且在水电站的实际运行中，

2电站供水组合式减压阀系统的结构

技术供水系统主要包括发电机空气冷却器(12台水冷式)、推力轴承及导轴承油冷却器、水轮机水导轴承油冷却器、主变冷却器等设备所需的冷却用水和主轴密封用水。每台机组均设有1套技术供水系统，包括1面技术供水控制柜、2面滤水器控制箱。其控制柜主要实现对两台滤水器DT1、DT2(1台工作，1台备用)，两台机组供水减压阀DT3、DT4(1台工作，1台备用)，两台主变供水减压阀DT5、DT6(1台工作，1台备用)及相关的技术供水电动阀门的控制(包括机组供水的正冲、反冲和主变供水的正冲、反冲);并对相关电磁流量计、压力变送器等自动化元件进行监视、切换控制等。

2.1系统改造前的控制方式

2.1.1机组技术供水滤水器供水控制被控设备必须满足操作条件，技术供水控制柜才能对其进行自动控制。其中，滤水器控制方式为“远控”且*，故障信号包括滤水器发出的故障、堵塞信号和启动失败。正常运行时开启取水电动阀门1202，打开滤水器DT1进出水阀1203、1204，开启滤水器DT1。如DT1或1203、1204不满足操作条件，则打开滤水器DT2进出水阀1210、1211，开启滤水器DT2。滤水器清洗时自动切换至另1路，工作与备用滤水器每周定期轮换1次。

2.1.2主变冷却器供水控制正常运行时控制方式在“远控”且*，打开主变供水1#减压阀DT5进水阀1270，开启减压阀DT5，减压阀出口压力或减压阀进口流量小于设定值，则打开主变供水2#减压阀DT6进水阀1272，开启减压阀DT6;同时关闭1#减压阀DT5进水阀1270和减压阀DT5。工作与备用减压阀每周定期轮换1次。主变冷却器供排水总管相互切换，由双向供水转阀DF17'实现，分汛期和非汛期两种方式实现轮换控制。

2.1.3机组供水控制机组开机运行时，当供水压力值低于等于0.7MPa，同时相邻机组运行;供水压力值高于0.7MPa时，电动阀门1201自动开启。打开机组供水1#减压阀DT3进水阀1217，开启减压阀DT3，减压阀出口压力或减压阀进口流量小于设定值，则打开机组供水2#减压阀DT4进水阀1219，开启减压阀DT4，同时关闭1217电动阀和DT3减压阀。工作与备用减压阀每周定期轮换1次。机组正向供水时，开启总管上的电动蝶阀1221和1223，关闭总管上的电动蝶阀1224和1222;反向供水时，开启1224和1222，关闭1221和1223。正反向供水分汛期和非汛期实现轮换控制。

2.2PLC控制程序设计与设备实际运行存在的问题

2.2.1PLC控制程序中对机组供水、主变供水、正反冲、四通阀正反冲实行自动定期轮换，并且分汛期和非汛期两种方式进行，而现场控制设备电动阀门可靠性不高，经常开阀、关阀不到位，造成切换不成功易引起机组冷却水中断。

2.2.2PLC控制程序中对机组滤水器控制设计不是很合理，每次当滤水器定时清洗或差压清洗时，都会使1号滤水器与2号滤水器自动切换，切换频率过于频繁。且滤水器清洗、故障、堵塞等信号上位机无法监视。

2.2.3PLC控制程序中对机组供水时流量低、压力低切换至另1路供水，同时关闭原供水阀和减压阀，容易造成当流量低、压力低时，另1路阀门未*打开就将原水源关闭，易引起机组冷却水中断。

2.3系统改造后的控制方式

2.3.1在触摸屏上保留对所有技术供水系统电动阀门(1201－1阀除外)的单步操作按钮。

2.3.2将2台滤水器清洗、故障、堵塞信号;机组减压阀前压力低、机组减压阀后压力低、机组减压阀前流量低、主变减压阀前压力低、主变减压阀后压力低、主变减压阀前流量低、机组供水减压阀DT3、DT4和主变供水减压阀DT5、DT6的全关信号分别经技术供水控制柜再送至机组监控系统，便于运行人员监视。

2.3.3将机组供水控制逻辑进行了修改，使2路机组供水只在开机过程中按开停机次数自动进行轮换。取消所有被控设备的自动定期轮换。取消2台滤水器的远方自动控制，由滤水器现地自动/手动控制。在触摸屏上增加了机组正反冲成组操作、主变供水成组操作、主变四通阀成组操作。

2.3.4将触摸屏进行优化，使操作方法简便、灵活、可靠。技术供水系统单步操作界面如图1所示，成组操作界面如图2所示。
水电站的技术供水系统由水轮发电机组轴承、发电机的冷却水系统组成，该系统直接影响到机组运行的安全性及电站运行的经济型；技术供水系统要根据水电站的基本技术参数及设备要求的技术供水参数进行详细设计和论证，使设计方案要符合规范要求，使系统满足机组在各种工况下的正常安全运行。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀技术供水系统对象为发电机上导轴承油冷却器、发电机空气冷却器、推力轴承油冷却器、水轮机导轴承油冷却器。水电站机组技术供水中的冷却水对电站机组的安全运行有着至关重要的作用，冷却水运行不正常，会造成机组温度升高，报警、甚至停机事故。
松潘县的燕云电站（H=120M，N=2×8MW）；镇江关电站（H=102M，N=2×14MW）；红土电站（H=188.5M，N=2×16MW）属于中高水头电站。根据《水力发电厂机电设计规范DL/T5186-2004》的规定：

1、zui小水头小于15m时，宜采用水泵供水方式。
2、净水头范围为15m-70m时，宜采用自流供水方式。
3、净水头范围为70m-120m时，宜采用自流减压或其他供水方式。
4、净水头大于120m，选用供水方式时，应进行技术经济比较。
5、当水电厂水头变化范围较大，采用单一供水方式不能满足需要或不经济时，可采用混合供水方式。
6、在布置条件允许且经济合理时，可选用中间水池供水方式。
根据规定，燕云，镇江关电站都宜选用自流减压技术供水方式。红土电站的水头较高，可以考虑水泵供水，闭式循环供水，或是中间水池自流供水。下面可以就这几种技术供水方式做一个比较：
1、水泵供水：水泵是动力机转换为机械能，传给并排出水体的机械。对于电站来说，水泵是大量消耗厂用电的主要设备之一，而动力机的运行效率是不断下降的，势必需要不断投入大量的维护成本和工作人员的高强度劳动。
位于贵州的天生桥二级电站（H=220m，N=220WM×6）原技术供水系统设计为水泵加压供水与自流减压供水两套系统互为备用。电站投运一段时间后发现，水泵随机组开停机而不断启闭，经过一段时间运行后，一则容积损失加大，易进入空气，引起水泵运行故障；二则水泵叶轮经气蚀后效率不断下降，加上用电，运行维护成本高，水泵也容易损坏。电站方出于运行的稳定性和经济型考虑，放弃水泵加压供水，而启用原本作为备用技术供水的自流减压系统。

启用自流减压技术供水系统后，自1996年至今未发生一起因为该系统引发的安全事故，十余年来也未对减压阀进行更换，极大地减轻了运行费用和工作人员的工作强度，类似情况也发生在四川紫坪铺电站等多个电站。可见水泵的作为机械，效率随运行时间的增加而低下的情况是一种普遍的客观存在。
3小结

通过对1号、2号、3号、4号机组技术供水控制系统的改造，提高了机组运行的安全稳定性，使设备能控、可控;通过触摸方式选择画面信息，画面显示功能组织层次清晰明了，信息主次分明，美观实用，操作简单。技术供水控制系统改造至今，多次开、停机运行正常，未发生设备缺陷。与本文相关的产品有化工隔膜阀构造原理