亭子口电站机组高压油顶起装置控制系统优化

2015-02-20何虎

四川水利 2015年6期

关键词：压力表接点油泵

何虎

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川苍溪，628400)

亭子口电站机组高压油顶起装置控制系统优化

何虎

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川苍溪，628400)

亭子口电站机组高压油顶起装置控制回路的设计较简单，自动化元件选型不合理，多次造成机组自动开机过程中开机失败，严重影响机组安全稳定运行。经过对控制回路进行优化和自动化元件重新选型后，机组运行稳定。

高压油顶起装置电接点压力表自动开机优化亭子口水电站

1 工程概况

亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境内，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，是以防洪、发电及城乡供水、灌溉为主，兼顾航运以及拦沙减淤等综合利用工程。本枢纽工程主要建筑物有拦河大坝及泄水建筑物、左岸及右岸灌溉渠首进水塔及渠首引水隧洞、垂直升船机及电站厂房等。电站共安装4台单机额定容量为275MVA的水轮发电机组，电站总装机1100MW。截止2014年5月1日，四台机组相继投产发电。

机组高压油顶起装置是在开停机时利用油泵将高压透平油注入到发电机组推力瓦与镜板之间，形成油膜以减小推力瓦所承受的轴向推力，利于瓦面与镜板间油膜的建立，防止推力轴承在机组低速运行状态下润滑条件恶化。其控制系统采用施耐德PLC为核心控制元件。

2 系统的结构

亭子口水电站每台机组采用的高压油顶起装置系统，由两台互为备用的高压油泵、溢流阀、过滤器、油管路及电接点压力表、压力变送器、示流开关等自动化元件组成。系统结构如图1所示。

图1 高压油顶起装置系统示意

2.1 高压油顶起装置的控制方式

2.1.1 机组开停机流程投退高压油顶起装置控制方式

两台高压油泵正常时，互为备用，控制把手置于“自动”位置，机组开机启动前高压油顶起装置投入，当高压油泵顶起压力正常信号收到后，监控开机流程往下执行；如延时20s顶起正常信号未到，监控流程退出；当转速大于90%Ne额定转速时高顶装置退出，如延时150s转速大于90%Ne额定转速信号未到，监控流程退出。机组停机时，当转速小于90%Ne额定转速时，高压油顶起装置投入，当高压油泵顶起压力正常信号收到后，监控开机流程往下执行；如延时20s顶起正常信号未到，监控只报警流程会继续执行，机组停机后高压油顶起装置自动退出。

2.1.2 高压油顶起装置控制逻辑

高压油顶起装置分“手动”和“自动”两种方式，手动方式直接控制油泵启停，不需判断压力信号是否正常。自动方式下需要远方投退高压油命令，才启动主泵，压力正常一般为8.0MPa左右。如在10s内压力顶起正常信号未收到，自动切换至备泵。其控制逻辑如图2所示。

图2 高压油顶起装置控制流程

2.2 设备实际运行存在的问题

2.2.1 高压油压力顶起正常信号源取自1号、2号油泵出口电接点压力表(接线并联)，两块表所连管路相通，一是用以指示油泵压力建立，二是判断压力顶起是否正常，并参与流程控制，实现主备切换。机组投运以来发现电接点压力表工作不稳定，开关量信号接点在强磁场环境中经常动作、复归，造成2台油泵在机组开停机过程中频繁切换，信号频繁刷屏，影响运行人员监盘。

2.2.2 油泵压力顶起正常信号参与机组开停机控制，由于此信号接点不稳定上送不到监控，造成开机过程中报“高压油泵未顶起，流程退出”，影响机组开机成功率。

2.2.3 监控系统上位机无法在机组开停机过程中监视实时高压油压力值，虽然开关量顶起正信号常可以监视，但是由于电接点压力表经常误报信号，极易造成运行人员误判断。

2.2 高压油顶起装置的优化

2.2.1 将原先的“1号高压油泵顶起压力正常(上限)”，信号定义为“高压油泵顶起压力正常(上限)”；将原先的“2号高压油泵顶起压力正常(上限)”信号定义为“高压油泵顶起压力偏低(下限)”，控制方式更改为：当高压顶起油泵运行时，辅机PLC系统若没有收到“高压油泵顶起压力正常(上限)”信号，且收到“高压油泵顶起压力偏低(下限)”信号，并延时10s之后将高压顶起油泵切换至另一台运行，有效地防止了信号误报时2台油泵的频繁切换。

2.2.2 将原电接点压力表更换为美国UE系列H100-189型压力开关，换型后的压力开关稳定可靠。

2.2.3 将高压油顶起装置出口油压，通过4mA～20mA压力变送器上送至监控系统，便于运行人员监视。

2.2.4 由于高压油顶起装置1号、2号油泵运行信号仅通过通讯方式上送监控，如果与监控通讯方式出现异常，上位机无法判断高顶油泵运行状态。针对此种情况，重新增加硬接线将2台油泵运行信号送至监控。