電站供水組合式減壓閥

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之前介紹萬溯化學擴建自立式減壓閥，現在介紹電站供水組合式減壓閥電站共安裝4臺單機額定容量為275MVA的水輪發電機組，電站總裝機1100MW。截止2014年5月1日，四臺機組相繼投產發電。機組技術供水系統水源取自水輪機蝸殼，并設置取水電動閥門，1號和2號機為一組，3號和4號機為一組。兩臺機組取水管道用電動閥門相互連通，互為備用。控制系統采用法國施耐德公司的TSXPremium系列PLC。 由于主軸密封的結構原因，對機組技術供水系統提供的冷卻潤滑水的要求穩定性很高，否則會影響機組正常，運行甚至導致冷卻水中斷而發生干摩擦，導致主軸密封溫度高而燒毀機組。
  采取自流減壓供水方式的水電站，冷卻水要達到主軸密封所需要的技術要求，需要技術供水系統上有的減壓閥。ZJY46H組合式減壓閥就是一款非常的技術供水系統設備，它在供水系統上的運行工況非常穩定，在機組開停機以及甩負荷等復雜工況下，根據管道壓力和流量的變化自動調節出口壓力和流量，保證閥后的壓力和流量在整定值范圍內，噪音值及波動值極小，而且在水電站的實際運行中，

2電站供水組合式減壓閥系統的結構

技術供水系統主要包括發電機空氣冷卻器(12臺水冷式)、推力軸承及導軸承油冷卻器、水輪機水導軸承油冷卻器、主變冷卻器等設備所需的冷卻用水和主軸密封用水。每臺機組均設有1套技術供水系統，包括1面技術供水控制柜、2面濾水器控制箱。其控制柜主要實現對兩臺濾水器DT1、DT2(1臺工作，1臺備用)，兩臺機組供水減壓閥DT3、DT4(1臺工作，1臺備用)，兩臺主變供水減壓閥DT5、DT6(1臺工作，1臺備用)及相關的技術供水電動閥門的控制(包括機組供水的正沖、反沖和主變供水的正沖、反沖);并對相關電磁流量計、壓力變送器等自動化元件進行監視、切換控制等。

2.1系統改造前的控制方式

2.1.1機組技術供水濾水器供水控制被控設備必須滿足操作條件，技術供水控制柜才能對其進行自動控制。其中，濾水器控制方式為“遠控”且*，故障信號包括濾水器發出的故障、堵塞信號和啟動失敗。正常運行時開啟取水電動閥門1202，打開濾水器DT1進出水閥1203、1204，開啟濾水器DT1。如DT1或1203、1204不滿足操作條件，則打開濾水器DT2進出水閥1210、1211，開啟濾水器DT2。濾水器清洗時自動切換至另1路，工作與備用濾水器每周定期輪換1次。

2.1.2主變冷卻器供水控制正常運行時控制方式在“遠控”且*，打開主變供水1#減壓閥DT5進水閥1270，開啟減壓閥DT5，減壓閥出口壓力或減壓閥進口流量小于設定值，則打開主變供水2#減壓閥DT6進水閥1272，開啟減壓閥DT6;同時關閉1#減壓閥DT5進水閥1270和減壓閥DT5。工作與備用減壓閥每周定期輪換1次。主變冷卻器供排水總管相互切換，由雙向供水轉閥DF17'實現，分汛期和非汛期兩種方式實現輪換控制。

2.1.3機組供水控制機組開機運行時，當供水壓力值低于等于0.7MPa，同時相鄰機組運行;供水壓力值高于0.7MPa時，電動閥門1201自動開啟。打開機組供水1#減壓閥DT3進水閥1217，開啟減壓閥DT3，減壓閥出口壓力或減壓閥進口流量小于設定值，則打開機組供水2#減壓閥DT4進水閥1219，開啟減壓閥DT4，同時關閉1217電動閥和DT3減壓閥。工作與備用減壓閥每周定期輪換1次。機組正向供水時，開啟總管上的電動蝶閥1221和1223，關閉總管上的電動蝶閥1224和1222;反向供水時，開啟1224和1222，關閉1221和1223。正反向供水分汛期和非汛期實現輪換控制。

2.2PLC控制程序設計與設備實際運行存在的問題

2.2.1PLC控制程序中對機組供水、主變供水、正反沖、四通閥正反沖實行自動定期輪換，并且分汛期和非汛期兩種方式進行，而現場控制設備電動閥門可靠性不高，經常開閥、關閥不到位，造成切換不成功易引起機組冷卻水中斷。

2.2.2PLC控制程序中對機組濾水器控制設計不是很合理，每次當濾水器定時清洗或差壓清洗時，都會使1號濾水器與2號濾水器自動切換，切換頻率過于頻繁。且濾水器清洗、故障、堵塞等信號上位機無法監視。

2.2.3PLC控制程序中對機組供水時流量低、壓力低切換至另1路供水，同時關閉原供水閥和減壓閥，容易造成當流量低、壓力低時，另1路閥門未*打開就將原水源關閉，易引起機組冷卻水中斷。

2.3系統改造后的控制方式

2.3.1在觸摸屏上保留對所有技術供水系統電動閥門(1201－1閥除外)的單步操作按鈕。

2.3.2將2臺濾水器清洗、故障、堵塞信號;機組減壓閥前壓力低、機組減壓閥后壓力低、機組減壓閥前流量低、主變減壓閥前壓力低、主變減壓閥后壓力低、主變減壓閥前流量低、機組供水減壓閥DT3、DT4和主變供水減壓閥DT5、DT6的全關信號分別經技術供水控制柜再送至機組監控系統，便于運行人員監視。

2.3.3將機組供水控制邏輯進行了修改，使2路機組供水只在開機過程中按開停機次數自動進行輪換。取消所有被控設備的自動定期輪換。取消2臺濾水器的遠方自動控制，由濾水器現地自動/手動控制。在觸摸屏上增加了機組正反沖成組操作、主變供水成組操作、主變四通閥成組操作。

2.3.4將觸摸屏進行優化，使操作方法簡便、靈活、可靠。技術供水系統單步操作界面如圖1所示，成組操作界面如圖2所示。
水電站的技術供水系統由水輪發電機組軸承、發電機的冷卻水系統組成，該系統直接影響到機組運行的安全性及電站運行的經濟型；技術供水系統要根據水電站的基本技術參數及設備要求的技術供水參數進行詳細設計和論證，使設計方案要符合規范要求，使系統滿足機組在各種工況下的正常安全運行。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥技術供水系統對象為發電機上導軸承油冷卻器、發電機空氣冷卻器、推力軸承油冷卻器、水輪機導軸承油冷卻器。水電站機組技術供水中的冷卻水對電站機組的安全運行有著至關重要的作用，冷卻水運行不正常，會造成機組溫度升高，報警、甚至停機事故。
松潘縣的燕云電站（H=120M，N=2×8MW）；鎮江關電站（H=102M，N=2×14MW）；紅土電站（H=188.5M，N=2×16MW）屬于中高水頭電站。根據《水力發電廠機電設計規范DL/T5186-2004》的規定：

1、zui小水頭小于15m時，宜采用水泵供水方式。
2、凈水頭范圍為15m-70m時，宜采用自流供水方式。
3、凈水頭范圍為70m-120m時，宜采用自流減壓或其他供水方式。
4、凈水頭大于120m，選用供水方式時，應進行技術經濟比較。
5、當水電廠水頭變化范圍較大，采用單一供水方式不能滿足需要或不經濟時，可采用混合供水方式。
6、在布置條件允許且經濟合理時，可選用中間水池供水方式。
根據規定，燕云，鎮江關電站都宜選用自流減壓技術供水方式。紅土電站的水頭較高，可以考慮水泵供水，閉式循環供水，或是中間水池自流供水。下面可以就這幾種技術供水方式做一個比較：
1、水泵供水：水泵是動力機轉換為機械能，傳給并排出水體的機械。對于電站來說，水泵是大量消耗廠用電的主要設備之一，而動力機的運行效率是不斷下降的，勢必需要不斷投入大量的維護成本和工作人員的高強度勞動。
位于貴州的天生橋二級電站（H=220m，N=220WM×6）原技術供水系統設計為水泵加壓供水與自流減壓供水兩套系統互為備用。電站投運一段時間后發現，水泵隨機組開停機而不斷啟閉，經過一段時間運行后，一則容積損失加大，易進入空氣，引起水泵運行故障；二則水泵葉輪經氣蝕后效率不斷下降，加上用電，運行維護成本高，水泵也容易損壞。電站方出于運行的穩定性和經濟型考慮，放棄水泵加壓供水，而啟用原本作為備用技術供水的自流減壓系統。

啟用自流減壓技術供水系統后，自1996年至今未發生一起因為該系統引發的安全事故，十余年來也未對減壓閥進行更換，極大地減輕了運行費用和工作人員的工作強度，類似情況也發生在四川紫坪鋪電站等多個電站。可見水泵的作為機械，效率隨運行時間的增加而低下的情況是一種普遍的客觀存在。
3小結

通過對1號、2號、3號、4號機組技術供水控制系統的改造，提高了機組運行的安全穩定性，使設備能控、可控;通過觸摸方式選擇畫面信息，畫面顯示功能組織層次清晰明了，信息主次分明，美觀實用，操作簡單。技術供水控制系統改造至今，多次開、停機運行正常，未發生設備缺陷。與本文相關的產品有化工隔膜閥構造原理