DQZHAN技術(shù)訊：【漲知識(shí)】水輪機(jī)調(diào)速器壓力油罐容量核算分析
某水電站有三臺(tái)50MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)調(diào)速器壓力油罐設(shè)計(jì)壓力2.8MPa，*高允許工作壓力2.5MPa，容積2.3m3。油壓設(shè)備為水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油源，是水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)和機(jī)組黑啟動(dòng)的關(guān)鍵液壓能量。
1.調(diào)速器油壓系統(tǒng)參數(shù)：
(1)系統(tǒng)組成
調(diào)速器油壓裝置由壓力油罐、回油箱、油泵、壓力油罐和回油箱、導(dǎo)葉接力器之間的管路及自動(dòng)控制元件組成。壓力油罐是由鋼板焊接而成的蓄能器，內(nèi)裝L—TSA46號(hào)汽輪機(jī)油和壓縮空氣，其總?cè)莘e比例為1:2。
(2)油壓系統(tǒng)參數(shù)
系統(tǒng)正常工作*大操作油壓(停泵壓力)P。=2.5MPa；系統(tǒng)正常工作*小操作油壓(主用泵啟動(dòng)壓力)P1=2.35MPa；系統(tǒng)事故停機(jī)壓力1.85MPa；導(dǎo)葉接力器*低油壓值1.5MPa。
(3)導(dǎo)葉接力器參數(shù)
①導(dǎo)葉接力器：數(shù)量2個(gè)
②活塞直徑Dw：450mm
⑧活塞桿直徑dw：185mm
④行程Lw：410mm
計(jì)算得導(dǎo)葉接力器容量為0.1194m。
(4)壓力油罐容積參數(shù)
為保證調(diào)速系統(tǒng)不進(jìn)氣，壓力油罐底部體積約0．1m。
2.壓力油罐容量核算分析:
(1)對油壓系統(tǒng)的要求
①根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)《水電控制系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》和國家標(biāo)準(zhǔn)《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》的要求，壓力油罐可用油的體積，在正常工作油壓下限和油泵不打油時(shí)，油壓降至*低操作油壓時(shí)，壓力油罐能操作導(dǎo)葉接力器行程；即緊急情況下保證可靠關(guān)閉導(dǎo)葉，關(guān)閉水源。
②在系統(tǒng)事故、全廠交流電源中斷的特殊情況下，黑啟動(dòng)對于水電廠確保迅速恢復(fù)廠用電及保證設(shè)備**具有重要意義。假定機(jī)組調(diào)速器油壓按*不利工況考慮，即在正常*低工作壓力時(shí)遇緊急停機(jī)甩負(fù)荷后，調(diào)速系統(tǒng)剩余油壓應(yīng)能將
機(jī)組導(dǎo)葉開啟到空載啟動(dòng)開度(一般不超過30)，在此基礎(chǔ)上要求仍能保證機(jī)組事故停機(jī)的油壓，同時(shí)注意壓油槽的油氣比例，壓油槽中油位應(yīng)不低于*低操作油位，這些條件是評判機(jī)組黑啟動(dòng)能力的關(guān)鍵指標(biāo)。
(2)壓力油罐容量復(fù)核分析
①接力器三個(gè)行程按PV。一常數(shù)規(guī)律進(jìn)行，它處于等溫規(guī)律(狀態(tài)變化非常緩慢)和具有冪指數(shù)為1.4的絕熱規(guī)律(狀態(tài)變化非?？?之間。冪指數(shù)1.25是根據(jù)大型油一氣壓力油罐的經(jīng)驗(yàn)得來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣三個(gè)接力器行程后的剩余壓力Pr計(jì)算為：
剩余壓力Pr大于導(dǎo)葉接力器*低油壓值1.5MPa，能夠保證接力器三個(gè)行程所需的操作油壓，在緊急情況下具備可靠關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)葉，預(yù)防事故的發(fā)生。
②黑啟動(dòng)過程中的油壓消耗，假定甩去100%負(fù)荷，導(dǎo)葉全關(guān)閉；再將導(dǎo)葉開啟到機(jī)組空載開度(按30開度計(jì)算)，此時(shí)接力器動(dòng)作行程油容積為0.1194×1.3=0.1552m。，剩余壓力計(jì)算如下：
水輪機(jī)調(diào)速器壓力油罐容量核算分析
油壓下降到2.14MPa，大于系統(tǒng)事故低油壓停機(jī)整定值，并留有一定裕度，因此機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)壓力油罐容量具備黑啟動(dòng)開機(jī)條件。
調(diào)速系統(tǒng)壓力油罐容量，根據(jù)國內(nèi)外計(jì)算公式及國內(nèi)運(yùn)行電站的實(shí)例，混流式水輪機(jī)壓力油罐容量應(yīng)為導(dǎo)葉接力器容積的20~25倍(不含進(jìn)口閥)。本文是復(fù)核水輪機(jī)調(diào)速器壓力油罐的簡單過程，供參考。
