右江水电厂技术供水减压阀故障分析及其处理

黄 茵

（广西右江水利开发有限责任公司，南宁 530028）

1 概述

右江水电厂为地下厂房，电厂安装4 台单机容量为135 MW 的混流式水轮发电机组，水轮机型号为HLS196-LJ428，额定出力137.8 MW。发电机型号为SF135-36/9200，额定容量135/159 MW/MVA。

技术供水采用自流减压单元供水方式，从每台机组蜗壳取水经一套全自动滤水器后，一条支路经减压阀后供发电机空冷器和机组轴承冷却用水；另一支路供机组主轴密封用水。为保证用水设备和管道安全，在减压阀后装设有安全泄压阀。减压阀采用北京捷福士电子技术有限公司进口的720S 型压膜式减压阀，出口压力调整范围为0.2～0.6 MPa，实际整定为0.42 MPa，安全泄压阀开启压力0.55 MPa，关闭压力0.45 MPa。

2 720S型减压阀特点及原理

720S 型减压阀的调节由导阀来引导完成。导阀通过感应阀后压力，将压力导通至阀门控制腔，或者将压力从阀门控制腔导出，通过控制主阀的开度来精确调节阀后的压力。减压阀由导阀引导，比弹簧直接作用式减压阀控制精度高，阀门运行更平稳。该减压阀具有以下特点：

（1）阀门为Y形结构，过流通道为半直线型，保障控制精度；在小流量工况下，仍可保证精确控制。

（2）阀门结构为宽体，有效地降低汽蚀现象的发生，水力噪声小，管道无振动，阀门维护周期长。

（3）阀杆为中央轴驱动，阀口不设支撑肋，对杂质不敏感。

（4）双腔室结构，提供缓闭的水力机能和多种控制方案选择。

（5）执行机构整体拆卸，无需专业人员完成其维护工作。

（6）导阀在0.5～16（25）公斤级内，可任意调节压力。带有阀门开度指示器，方便使用者检测阀门的工作状态。

2.1 减压阀工作原理

减压阀工作原理见图1。

图1 减压阀工作原理图

减压阀的调节由导阀（#2D）引导完成，通过控制主阀的开度来获得精确的阀后压力。阀前阀后压力通过球阀1和球阀2引入导阀（#2D），利用压力腔的不同面积，通过调节导阀螺栓，可控制进入主阀上腔的压力水量，达到控制主阀开度获得阀后压力的目的。当阀后压力过小，则导阀下腔打开，主阀上腔的水流出，主阀往开的方向开启；当阀后压力过大，则导阀下腔关闭，阀前水压通过导阀的针阀往主阀上腔供水，主阀往关的方向关闭。整个减压阀原理简单，控制元件少，控制精度高。

2.2 控制过滤器自动反冲洗流程

为适应各种水质要求，减压阀在阀前进水处设置自动正反清洗过滤器装置。清洗过滤器装置原理图见图2。

图2 清洗过滤器装置原理图

正常进水时，管道里的水从A1 处通过三位导阀出口处进入过滤器4FF2，经过滤后的清水从过滤器出口D 处进入控制回路。此时三位导阀54 由常闭电磁阀控制，即A 和P 处相连。当过滤器进行自动反冲洗时，4FF2 的水力导阀上的电磁阀通电，使电磁阀的A 和R 口相通，压力进入导阀54 上腔，将导阀关闭。这样，正常的进水A1 到B1 处的水流被水力导阀阻断，而经过4FF1过滤后的清水通过导管由2A2 处进入过滤器4FF2 内部。由于该过滤器拥有特殊的叠片嵌槽结构，所以堆积在叠片外的污物很容易地被清水从2口处通过O至C处排出。

3 减压阀异常动作原因分析及处理

该减压阀在右江水电厂投运以来，运行稳定可靠，调节水压性能好。但从2021 年1 月份开始，运行情况突然不稳定，多次在机组运行过程中出现主阀阀芯全开，无法调节关闭的现象，导致技术供水压力超高，已严重影响到机组安全运行。

电厂立即组织技术人员对减压阀进行故障分析与排查工作，由减压阀原理可知，主阀全开无法调节可能由导阀卡塞、过滤器堵塞、主阀中的隔膜穿渗等故障造成。为找出故障原因，结合机组停机机会对减压阀故障原因进行了逐一排查。

（1）导阀卡塞。对减压阀导阀进行解体检查，导阀动作情况良好，内部元件无磨损腐蚀现象。为保证故障排查彻底，更换了一个新的导阀。

（2）过滤器堵塞。电厂技术供水水质虽然良好，但水中仍然会存在一些微生物和杂质，减压阀控制系统过滤器过流面积小，故还是比较容易出现堵塞现象。对过滤器阀芯进行检查，阀芯干净无堵塞。

（3）主阀中的隔膜穿渗。打开减压阀主阀本体，检查主阀上下腔隔膜，上下腔隔膜完好无损。充水后做隔膜穿渗试验，隔膜无异常。检查主阀其他部分，阀芯弹簧和弹簧座有一定磨损，但不影响运行。为彻底排除故障，对主阀阀芯阻水面密封，轴心杆密封等进行了更换。

在做完以上检查后，按照厂家调试手册操作，对减压阀动作情况进行评估。调试期减压阀仍存在阀芯无法关闭现象，压力无法调节。在打开冷却器进水手动阀较大开度后，减压阀才能正常关闭。进一步分析原理，发现如果正反清洗过滤器装置电磁阀关闭不到位，也会出现类似过滤器堵塞导致阀前进水水量不够的现象。结合正反清洗过滤器装置电磁阀在历次检修中基本未做检查，正反清洗过滤器装置电磁阀故障很有可能是导致减压阀无法正常调节的原因。为验证故障原因，在电磁阀关闭的情况下，关闭过滤器后阀门2A2，打开过滤器阀芯，过滤器内部仍有水流出，进一步证明了电磁阀无法关闭到位。对电磁阀阀体进行检查，发现阀组存在卡塞，阀芯有内漏现象。对正反清洗过滤器装置电磁阀进行更换后，减压阀动作正常。

为进一步保证机组稳定运行，防止类似故障的发生，对正反清洗过滤器装置逻辑进行优化，在机组运行情况下，不允许进行正反清洗操作。

4 结语

在电厂的日常检修维护工作中，减压阀的检修维护隶属于机械班组，由于机械班组在维护过程中侧重点于阀组，对控制系统元件则认识不足，造成检修维护盲点，影响机组安全。这对电厂技术、设备管理人员提出更高要求，在设备划分，设备维护管理方面，要求清楚设备原理，懂得设备薄弱环节和关键点，特别是专业面存在交叉现象时，必须明确责任主体和维护内容，以彻底消除影响机组安全运行中存在的盲点。