思林水电站调速器容量调整与应用

1、思林水电站调速器容量调整与应用第25卷第2期贵州水力发电GUIZH0UWATERP0WER2011年4月?机电与金属结构?思林水电站调速器容量调整与应用万庆(贵州乌江水电开发有限责任公司思林发电厂,贵州思南565100)摘要:介绍了贵州乌江思林水电站水轮机调速器由于布置方案更改后的容量调整情况,并就其应用后的试验及运行情况进行总结.关键词:水力机械;调速器;容量调整;应用;思林水电站中图分类号:TK730.41文献标志码:B文章编号:10070133(2011)02-0037021概述乌江思林水电站位于贵州省东北部思南县境内的乌江上,装机容量为1050(4×262.5)Mw,年设计发

2、电量为40.64亿kW?h.思林水电站机组调速器设备为双冗余PID调节规律的数字式微机调速器,电气部分由数字式贝加莱PCC可编程控制器,智能测频模块,1/0模块,电源系统,操作及显示设备,导叶位置传感器,功率变送器等组成,机械部分主要包括比例伺服阀组成的电一液随动机构,主配压阀,紧急停机电磁阀,双精度滤油器等.2调速器容量调整的提出在原设计招标阶段,思林水电站调速系统布置形式为机电分柜(机械液压部件和电气部件在分开的柜内),机械柜布置在水轮机层(364.40Ffl高程),电气柜和压力油罐布置在发电机层(375.80m高程).根据计算,调速器主配压阀直径选择为150mm,招标阶段提供的调速器设备

3、型号为PFSWT一1506.3一STARS.在设计联络会上,业主为了便于电站运行期的操作,检修,试验及维护,提出改变调速器的布置形式,即将机电分柜更改为机电合柜,整体布置在发电机层(375.80m高程)的压力油罐旁.由于布置方案更改,调速器机械柜移到发电机层,主配压阀与水车室内接力器之问管路的单程距离由10ITI增加到25m,并多增加了一部分9O.管路弯头,造成液压系统内油流沿程损失及局部损失增加.经核算,在满足接力器的最快关机时间5s的情况下,管道流速将大于5m/s,不能满足行业标准的要求,更低于合同文件要求的"操作油管内允许的最大油流速度为4m/s".于是,各方人员对调

4、速器容量调整事宜进行了讨论及计算复核,通过调整主配压阀直径及管路管径来满足标准要求.3主配压阀容量复核计算根据水轮机厂家提供的技术参数及新布置方案,接力器最大总工作容积为0.499m,最快关闭时问为5S,额定工作油压为6.3MPa,最小正常工作油压为6.0MPa,最小操作油压为4.5MPa,主配压阀至接力器的管路长度为25m.3.1管径计算由于接力器所需最大流量Q=o.499/5一o.1m/s,则6150mm管道中的流速=Q/A=0.1/(0.15丌)×4=5.66m/s>5m/s,4)200mm管道中的流速=Q/A:0.1/(0.221T)×4=3.183m

5、/s<4m/s,故应选取6200mm的管道.3.2主配压阀窗口面积计算(1)管道沿程压力损失P,按下式计算:r2Pr=A?(1)a二式中:A为沿程阻力系数,A=0.3164/(0.842一lgRe),为雷诺数,Re=?d/3',为运动黏度,=46mm/s;为流速,=3.183m/s;d为管道直径,d=200mm;L为管路长度,L:2X25in(来回管路长度);P为油液密度,P=900kg/m.经计算,P,=0.033MPa.(2)管道局部压力损失AP按下式计算:2AP=(2)式中:为局部阻力系数,考虑到管路中弯头,事故配压阀,阀门等处的综合局部压力损失,取=收稿日期:2O

6、lO一1208;修回日期:2Ol1-0305作者简介:万庆(1974-),男,贵州省平坝县人,工程师,从事水电厂生产管理工作.?37?第25卷第2期贵州水力发电2011年4月20;其余参数同(1)式.经计算,P=0.091MPa.(3)管道压力损失叠加按下式计算:Pz=Pr+P(3)经计算,=0.124MPa,取=0.2MPa.(4)主配压阀工作窗口面积按下式计算:A=Q/(Cd/)(4)VP式中:P为主配压阀压降,P=最小正常工作油压一最小操作油压一总压力损失(),则ziP=1.3MPa;Q为最大流量;C为系数,取C=0.62.经计算,A=4200mill.3.3计算结论思林水电站调速器主配

7、压阀直径宜选取200mm,主配压阀衬套的窗口面积应t>4200iYlm.4调速器容量调整及性能试验情况根据复核计算结果,思林水电站调速系统调速器主配压阀直径由150innl更改为200into,事故配压阀及分段关闭阀通径相应更改为200mm,相应管道及阀门通径由150mm更改为200mm.设备于2009年初运至思林水电站工地并安装完成.机组启动调试及试运行阶段,思林水电站委托贵州电力试验研究院对调速系统性能作了测试,试验结果均符合规程规范要求,以下仅介绍静态特性,空载频率扰动及甩负荷试验情况.4.1静态特性测试录制调速系统的静态特性曲线,测得转速死区结果符合规程的要求,数据详见表

8、1.表1思林水电站调速器静态特性测试数据4.2空载频率扰动试验调速器空载频率扰动试验结果如下:上扰时(48Hz/52Hz),A,B套转速超调量均为0,调节时间分别为20.57,25.43S,振荡次数均为0;下扰时(52Hz48Hz),A,B套转速超调量分别为0.53%,0.43%,调节时间分别为25.29,26.08S,振荡次数均为0.测试结果表明空载频率扰动性能符合要求.4.3甩负荷试验分别作甩25%,50%,75%,100%额定负荷?38.试验,调速系统动作灵敏,正常.甩25%额定负荷接力器的不动时间为0.165S,符合规程要求;其余试验工况下机组转速上升率,蜗壳水压上升率均满足调保计算的要求.试验数据见表2.表2思林水电站调速器甩负荷试验数据4.4试验结论从录波及实测数据看,调速器静态转速死区,永态转差系数及非线性度均满足规程要求;在静态,空载和带负荷工况下的抗干扰性能合格;在机组开机,停机,增减负荷等操作过程中,调速器动作正常;调速器空载的扰动性能和频摆指标均满足规程要求;甩负荷试验的各项指标也都满足规程及设计的要求.5调速系统运行情况思林水电站4台机组于2009年完成启动试运行,至今已运行1年多,调速系统在运行中除因辅接位移传感器故障进行检修外,运行一直良好,调节品质符合要求,主配压阀,事故配压阀,分段关闭装置,接力器,管路及阀门等运行稳定,无