現(xiàn)階段我國(guó)大部分投入運(yùn)營(yíng)的水電站中,油壓裝置中的油泵大部分沒(méi)有形成統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),存在嚴(yán)重的油泵過(guò)大而壓力罐過(guò)小的情況,如果
油壓裝置中的油泵過(guò)大,那么最終必然導(dǎo)致在發(fā)電過(guò)程中油壓裝置啟動(dòng)時(shí)間過(guò)短,一般而言,油泵在發(fā)電過(guò)程中工作時(shí)間不會(huì)超過(guò) 40s,但是
如果壓力罐過(guò)小,在調(diào)節(jié)階段會(huì)存在時(shí)間上的波動(dòng)。當(dāng)兩臺(tái)油罐同時(shí)啟動(dòng),必然導(dǎo)致油泵的油壓出現(xiàn)嚴(yán)重的下降情況,甚至導(dǎo)致油壓裝置停止
工作,導(dǎo)致電廠需要對(duì)壓力罐間的更換或者改造,嚴(yán)重影響了電廠的發(fā)電效率。
(1)XT型小型調(diào)速器
XT 型小型調(diào)速器在我國(guó)水電廠中的應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng),并且也是最初設(shè)計(jì)的產(chǎn)品之一,在應(yīng)用過(guò)程中能夠有效改善自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中的控制效率,在
長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中具備較高的工作效率,并且性能方面也得到了水電廠的認(rèn)可。但是這類調(diào)速器在實(shí)際使用的過(guò)程中,存在油泵容量過(guò)高的情況,
雖然后續(xù)的生產(chǎn)實(shí)踐中提升了壓力罐的容量,但是油泵并沒(méi)有出現(xiàn)顯著改變。
(2)中型調(diào)速器
中型調(diào)速器最為常見(jiàn)的就是 YDT-3000,在設(shè)計(jì)過(guò)程中起螺桿泵容量控制在1.4L/s,壓力罐的容量保持在 600L。在氣壓標(biāo)準(zhǔn)為 2.5MPa 的情況
下,如果A P=0.2MPa,最終應(yīng)用過(guò)程中泵油時(shí)間保持在 15s~19s,因此,其油泵容量依然過(guò)高。
(3)大型油壓裝置
最為典型的大型油壓裝置為 HYZ-4.0,泵的實(shí)際容積控制在 6.3L/s,壓力罐的容積保持在 4000L,在 2.5MPa 的等級(jí)下,如果 P=0.2MPa,最
終應(yīng)用過(guò)程中泵油時(shí)間保持在 25s~28s,因此,其油泵容量依然過(guò)高。
油泵容量的確定原則
(一) 單臺(tái)油泵容量確定原則
在電廠運(yùn)行的過(guò)程中,將油泵的起動(dòng)到停止過(guò)程作為一個(gè)完整的周期,那么實(shí)際情況的不同,導(dǎo)致周期的長(zhǎng)短也不盡相同。如果電力系統(tǒng)運(yùn)行保
持穩(wěn)定的過(guò)程中,接力器沒(méi)有發(fā)生擺動(dòng),則實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間較短,最終確定油泵的容量較大,而如果存在啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),那么油泵的容量就更小。
一般而言,在我現(xiàn)階段低油壓裝置具體分為三個(gè)不同的壓力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分別是2.5MPa、4.0MPa 以及 6.3MPa,而在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,需要通
過(guò)A P 的數(shù)值進(jìn)行分析,確定油壓裝置的具體選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹不同壓力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下 P 的計(jì)算過(guò)程:
(1)當(dāng)壓力等級(jí) P1=2.5MPa 的情況下, P= (8%~15%) P1=0.2MPa~0.4MPa:(2)當(dāng)壓力等級(jí) P1=4.0MPa 的情況下,
P= (8%~15%) P1=0.MPa~0.6MPa:(3)當(dāng)壓力等級(jí) P1=6.3MPa 的情況下,P=(8%~15%) P1=0.6MPa~0.9MPa;
對(duì)于水電輔助設(shè)備制造的過(guò)程中,一般而言會(huì)選擇上述數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析與處理。
如果電站在運(yùn)行過(guò)程中期調(diào)速功相對(duì)而言較小,最終計(jì)算得到的A P 較大,那么在實(shí)際發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中可以更大化降低油泵的起動(dòng)次數(shù)。
此外,在機(jī)組測(cè)試保持相同的情況下,如果電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中頻率波動(dòng)保持較高的水平,在系統(tǒng)耗油量調(diào)節(jié)過(guò)程中,其起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),
而壓力數(shù)值從 P1出現(xiàn)下降的情況下,那么終止的時(shí)間更短。大、中、小型油泵起動(dòng)時(shí)間 T1的推薦
結(jié)合波爾定律的計(jì)算結(jié)果,確定不同的油壓裝置最終確定其選用的電機(jī)油泵裝置。
(1)YT-1000 型調(diào)速器: 選擇 3GR20x4 螺旋泵,Q=0.22L/s
(2) YT-3000 型調(diào)速器: 選擇 3GR25x4 螺旋泵,Q=0.44L/s;
(3) HYZ-4.0 油壓裝置: 選擇 3GR36x4 螺旋泵,Q=1.6L/s。
三、壓力罐容量的確認(rèn)原則
與油泵容量確認(rèn)方式相同,壓力罐容量的確認(rèn)方式還沒(méi)有相應(yīng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)需要結(jié)合電廠生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。
(一)壓力罐容量確定時(shí)除容積意外的影響因素
(1)水輪發(fā)電機(jī)組
1混流式水輪機(jī)
為了提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性,更加傾向于選擇的混流式水輪機(jī),并且其對(duì)于壓力罐容量的要求不高,與此同時(shí),其缺陷也較為明顯,如果存在長(zhǎng)
引水壓力的情況下,那么加裝空放閥的機(jī)型相對(duì)而言會(huì)存在擺動(dòng)工況的情況,一般會(huì)選擇更大容量的壓力罐。
2)軸流定槳與轉(zhuǎn)獎(jiǎng)式水輪機(jī)軸流定獎(jiǎng)以及轉(zhuǎn)獎(jiǎng)式水輪機(jī)相比之下其水輪發(fā)電機(jī)組的水頭更低,并且水流的實(shí)際加速度相比之下更高,接力器
的擺動(dòng)時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng),但是整體維持在小幅度的擺動(dòng),導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中耗油量較高,一般推薦選擇使用容積較大的壓力罐。
3)貫流式水輪機(jī)
一般而言,在實(shí)際發(fā)電的過(guò)程中,受到機(jī)組本身產(chǎn)生的水頭相比軸流式機(jī)組而言更低,并且在水流加速度得到全面能提升,在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面
存在缺陷,并且容易出現(xiàn)導(dǎo)葉接力器長(zhǎng)時(shí)間處于擺動(dòng)過(guò)程中,實(shí)際耗油量有所提升。在傳統(tǒng)的選擇方式中,一般會(huì)選取壓力罐容量較小的規(guī)格
4沖擊式水輪機(jī)
沖擊式水輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)顯著,其流量不高,水頭較高,并且設(shè)置的壓力鋼管較長(zhǎng),可以使用折向器以及噴針進(jìn)行聯(lián)合調(diào)解。由于噴針自身的動(dòng)作
較為緩慢,調(diào)頻效果明顯,而折向器的動(dòng)作速度較快,調(diào)解效果更佳優(yōu)異,相比之下穩(wěn)定性更高,因此,一般會(huì)選擇壓力罐容量較小的規(guī)格
(二)調(diào)速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件與配置
如果在低油壓系統(tǒng)中運(yùn)行,調(diào)速器本身具有顯著差異,大體上調(diào)速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件主要包括引導(dǎo)閥、主配壓閥以及電液轉(zhuǎn)換器等裝置,不同
的裝置實(shí)際耗油量不盡相同,因此,在壓力罐選擇的過(guò)程中應(yīng)該充分進(jìn)行分析。一般液壓元件在高油壓系統(tǒng)中運(yùn)行具體分為兩種不同的類別:首
先是伺服噴嘴擋板式,其相比之下耗油量較高,其次為電磁閥的開(kāi)關(guān)斷續(xù)工作元件,相比之下耗油量更少。結(jié)語(yǔ):在目前的水電廠發(fā)電過(guò)程中,
低油壓裝置設(shè)備中,一般設(shè)計(jì)方式均采用一個(gè)壓力罐兩個(gè)油壓泵的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行制造,但是考慮到實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中外界不可控因素的影響,高
油壓裝置一般選擇并聯(lián)組合的方式進(jìn)行制造,相比之下其運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化水平更高,并且在需求改變的情況下,可以進(jìn)行高粗比例的更改實(shí)現(xiàn)罐體
的制造。總而言之,為了提升發(fā)電的實(shí)際效率,提升油壓裝置中油泵與壓力罐選擇的高效性,應(yīng)該充分結(jié)合實(shí)際情況,綜合考慮確定更佳選擇