赵洪慧 邹文华

摘要：文章论述了压油装置“三阀”改造后，减少了设备所占空间、连接管路及漏点，增加了设备的运行可靠性和美观性；安全阀开启时间和卸载阀卸载时间调整方便简洁；设备维护和检修量减少了三分之二，保证了机组的安全稳定运行。

关键词：“三阀”改造；压油装置；水电站调速系统

中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0068-03

1 概述

李家峡水电站机组压油装置是给调速系统提供压力油源及控制油源的主设备，压油装置各部件运行的好坏，直接影响调速系统的速动性和可靠性。压油装置主要由集油箱、螺杆式压力油泵、安全阀、止回阀、卸载阀、压力油槽及其相关管路阀门组成，为分体式布置，占用空间较大。卸载阀设计卸载时间为5～10秒，安全阀设计开启压力为4.08～4.16MPa、全开不超过4.60MPa，要求逆止阀动作灵活，该装置对油质要求高。电站将安全阀、止回阀、卸载阀统称为压油装置“三阀”。

2 运行设备现状不足

机组投产8年来，通过对调速系统压油装置“三阀”维护和检修时的认真观察和详细分析，从中发现了很多不足之处，主要表现在以下五个方面：

（1）安全阀均存在活塞磨损严重、弹簧变形、限位螺钉断裂、节流孔堵塞等现象，因此造成活塞发卡，安全阀整定值时常发生变化，压油泵一启动安全阀就开启排压，压力油槽无法建压，时效性很差，整定压力易变，导致“安全阀不安全”，成为油压系统的事故隐患；每次检修和消缺时需要研磨活塞或者更换活塞、更换弹簧及限位螺钉等。

（2）止回阀均存在活塞密封不严、弹簧变形、导向螺钉松动及断裂情况，造成关闭不严密，致使压油泵反转，压力油槽压力下降较快，压油泵频繁启动。需要经常分解止回阀，研磨、更换处理。

（3）卸载阀均存在活塞磨损严重，弹簧变形，活塞发卡，节流孔堵塞，致使卸载时间过长及不能卸载的现象发生，每次检修和消缺时需要研磨活塞或者更换活塞、更换弹簧。

（4）压油装置“三阀”由于各阀分开安装，连接管路较多，时常发生渗漏油现象，如现场安装图1所示。

（5）“三阀”对油质的要求较高。

为解决以上问题，在机组检修中需对其“三阀”进行改造，以保证机组的安全稳定运行。

图1

3 改造前选型对比

3.1 原设备的结构特性

3.1.1 安全阀工作原理。压力油泵启动输油进入安全阀活塞下腔，同时另一路油通过活塞上的节流孔进入活塞上部的小活塞下腔，小活塞上部为调整安全阀动作值的弹簧及调整螺钉，当压力油泵出口压力不断上升，大于安全阀动作压力时，小活塞下腔压力油克服上部弹簧压力致使小活塞向上移动，从而带动活塞向上移动，打开排油窗口排油，保证压力油泵及压力油槽不过载，确保设备安全运行。

3.1.2 卸载阀工作原理。压力油泵启动输油进入卸载阀活塞下腔，此时因活塞上腔无压力油，压力油泵输出的压力油克服弹簧阻力使活塞上移排油，同时另一路油通过卸载阀壳体上的节流塞孔进入活塞上腔，活塞上部面积大于下部面积，压力油泵在不断输出压力油时，活塞上部压力不断上升，当大于活塞下腔压力时，上部活塞在压力油的作用下克服下部弹簧压力致使下部活塞向下移动，关闭排油窗口，使压力油泵向系统进行输油。卸载阀的卸载时间长短是通过节流塞孔径大小控制活塞上腔压力升高快慢来实现的。

3.1.3 止回阀工作原理。压力油泵输出油压大于系统油压时，向系统输入压力油，当压力油泵停止时，在系统压力的作用下，活塞关闭，防止压力油泵反转。

3.1.4 原设备布置示意图见图2：

图2

3.2 新阀组的结构特性

3.2.1 组合阀块工作原理：本阀采用插装式结构，由两组插装单元及先导控制回路组成，工作原理图见图3：

图3

油口P为进油，接压力油泵出口，P1为出口，接系统工作回路，T口为回油口，接油箱。液控阀YV为顺序控制用先导阀，其控制油源引自P口，调节其偏置弹簧的预紧力即可控制其动作时的控制压力设定值。压力油泵启动初期，原动机转速尚低，流量不大，P口处未建立压力，液控阀YV处于原始位置，此时溢流插装单元CV1的控制腔X1内油液经YV回油箱，CV1处于开启状态。而P1口处，由于负载的作用具有一定的反向压力，故单向插装单元CV2处于关闭状态。在此状态下，液压泵输出的全部流量经CV1卸荷，P口处的压力由CV1阀的开启度及压力油泵流量等因素决定，CV1阀的开启度可用更换其阀芯上部的限程调整垫圈的方法进行调节。

随着原动机的加速，压力油泵的输出流量不断增加，P口压力也随之升高，到原动机接近稳定状态时，压力油泵输出流量接近最大，P口处压力为最大卸载压力，应稍高于液控阀YV的设定动作压力值（可调节YV的偏置弹簧预压紧力与之相适应），于是YV阀动作，切换CV1的控制油路，使X1腔与P口相通，CV1在控制压力及弹簧力的作用下关闭，关闭速度由液阻螺塞Rx调整，于是P口建立起压力，克服P1口处的负载反压，将CV2阀开启，压力油泵即向系统供油，进入正常工作状态。

进入正常工作状态后，CV1阀便处于溢流阀工况，开启压力由先导阀PV调整，故本型阀实际上是启动阀与溢流阀的复合阀，使系统简化、结构紧凑。

3.2.2 现场安装后图见图4：

图4

3.2.3 改造后设备布置示意图见图5：

图5

4 具体实施过程

4.1 原压油装置“三阀”部分拆除

排除压力油槽内压力及操作油。

排除集油箱内操作油。

拆除1#、2#、3#压力油泵出口止回阀、安全阀、卸载阀及相关连接管路。

封堵安全阀和卸载阀拆除后集油箱上平面的排油孔。

4.2 新压油装置“三阀”安装

将集安全阀、卸载阀、止回阀于一体的组合式阀组在油压装置集油箱上进行布置定位，在各组合阀排油孔对应连接集油箱处开孔并打磨光滑，将组合阀放至集油箱上并将组合阀底座与集油箱焊接牢固。

配制各组合阀进出油管路和五通管（将原五通管割短降低高度后配焊法兰），且所有管路焊缝进行X射线一级探伤合格。

压油装置“三阀”、管路阀门及集油箱全部清扫干净后进行回装，各连接法兰螺栓对称、均匀把紧。

4.3 安装后“三阀”调整试验

集油箱充油，压力油槽充油、充压，检查各部管路阀门连接无渗漏。

启动螺杆压力油泵，将卸载阀卸载时间调整在规定值范围内。

启动螺杆压力油泵，将安全阀开启时间调整在规定值范围内。

停止螺杆压力油泵，检查螺杆压力油泵反转时间在规定时间内，说明止回阀严密性较好。

通过重复启动螺杆压力油泵，检查卸载动作正常，安全阀动作正常，止回阀关闭严密，组合阀块运行良好。

5 改造前后效果对比

压油装置“三阀”改造后通过两年的实际运行情况看，检修和维护量明显减小，主要表现在如表1所示：

表1

检查对比项目 改造前 改造后

“三阀”设备所占空间 较大 较小

压油装置发生渗漏率 平均8次/年 平均1次/年

“三阀”缺陷发生率 平均18次/年 平均1次/年

安全阀发生故障 平均10次/年 平均0次/年

卸载阀发生故障 平均8次/年 平均0次/年

止回阀发生故障 平均3次/年 平均0次/年

安全阀活塞、弹簧更换 平均5次/年 平均0次/年

安全阀定值调整 平均5次/年 平均1次/年

卸载阀定值调整 平均5次/年 平均1次/年

“三阀”检修 平均1次/年 3年1次

6 结语

通过此次压油装置“三阀”改造，完成后油泵的卸载和溢流仅靠一个主阀件与相应的先导阀的组合来实现，即一个插装阀可承担卸载及溢流两种控制功能；插装式阀组是将安全阀、卸载阀、止回阀合为一个整体，减少了设备所占空间、连接管路及漏点，增加了设备的可靠性和美观性；安全阀开启时间和卸载阀卸载时间调整简洁方便；人员检修和维护量减少了三分之二，确保机组的安全稳定运行，为以后同类机组设计选型改造提供了一定的参考。

参考文献

[1] 李家峡水电站压油装置安装布置图.1993.

[2] 组合阀块使用说明书[S].2005.

作者简介：赵洪慧（1974—），男，青海湟中人，黄河电力检修工程有限公司水轮机处副处长，高级技师；邹文华（1975—），女，青海乐都人，黄河电力检修工程有限公司综合产业项目部助理工程师。