摘要：我单位采用的叶片调节系统引进了国际先进技术，由无锡利欧锡泵制造有限公司与天骄水电成套设备有限公司共同进行消化、吸收及转化设计，天津天骄水电成套设备有限公司负责生产。成套设备已经在南水北调得到了广泛应用。我单位采用的成套设备受油器、油压装置、调节控制系统都由天骄水电成套设备有限公司制造，可以在制造厂可以进行联动试验，使这三个部件能够得到准确的配合。
关键词：泵站叶片；调节系统；故障分析；处理
1 工程概况
江苏省石港抽水站管理所位于江苏省金湖县金北镇刘庄村，为淮河下游引江济淮配套工程之一，兴建于1973年11月，1974年8月建成并投入运行，临时翻水站。经多年运行，机组老化严重，电气设备陈旧，存在较多安全隐患，且机组效率低、耗能高，运行可靠性差，2009年4月被省水利厅鉴定为四类泵站，2011年经发改委和水利部批准列入淮河入江水道整治工程。石港站更新改造主体工程于2013年11月开工，2016年6月首次投入运行。泵站设计流量为90m3/s，安装4台套立式液压全调节轴流泵，单机流量22.5m3/s，配同步电动机1800kW，总装机容量7200kW。叶片调节系统作为重要的辅机系统投入使用，现场运行情况良好。
2 泵站叶片调节系统常见故障
泵站叶片调节系统常见的系统故障有：受油器与电机连接处绝缘没有做好，导致出现漏电情况；系统设备连接处及管路衔接处密封性能不佳导致压力油外溢；压力油不洁造成的电动机卡死；系统压力不稳定，导致叶片角度值不稳定等。
3 石港站用叶片调节系统常见故障处理方案
江苏省石港抽水站管理所采用的叶片调节系统引进了国际先进技术，同时借鉴水轮发电机叶片调节机构。由无锡利欧锡泵制造有限公司与天骄水电成套设备有限公司共同进行消化、吸收及转化设计，较好的解决了泵站叶片调节系统比较常见的系统故障。
水泵叶片调节系统包括四台受油器、一台油压装置、一台电气控制柜及压力油管路。油压装置为四台受油器提供压力油源；电气控制柜，分别控制一台油压装置的自动运行和四台受油器的自动调节。叶片调节系统远程接收来自泵站计算机监控系统的叶片调节和参数给定指令，通过叶片调节系统电气控制柜来调节水泵叶片；叶片转动角度能准确反馈到上位机并实时显示。正常情况下，上位机可根据抽水量的变化给定叶片角度，使水泵保持在所需的工况下运行；起动和停机时控制装置能自动将叶片调至适当的角度，保证启动与停机的需要。现场运行人员也可以通过电气控制柜面板上的指令输入调节水泵叶片角度。必要时，运行人员还可以通过操作受油器上的操作手轮手动调节水泵叶片角度。
1）受油器由步进电机、配压阀、反馈机构、液压缸、操作油管等部套组成。型号为：BYKJ-BD-4-25-TS01，操作压力为：4.0MPa。受油器布置在电机的上部，其结构设计合理，外形美观，满足不漏油，基本不渗油。受油器与电机所有连接处设有双重绝缘，以防止漏电，受油器转动与固定部分留有一定的反向推力位移间隙。
采用步进电机带动连杆控制配压阀的调节机构，是将电气控制信号转化为机械位移的转换元件。它首先将电气控制系统发出的调节指令转变成相应的转速，再通过丝杠螺母机构将转速转化为位移。由于步进电机是由电气信号驱动，不使用压力油，因此不会出现压力油不洁造成的卡死现象。
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无论在何种调节状态，当叶片角度发生漂移时，即当受油器轴杆偏离原位置时，将通过反馈杠杆的传递使配压阀的活塞偏离中间位置，导致分配油口打开向接力器上或下腔补油，并使受油器轴杆回复到原位置。当受油器轴杆回复到原位置时，通过反馈杠杆的传递使配压阀的活塞重新回到中间位置并将油口封闭，受油器轴杆不再移动。
即本装置具有在指令不变的任何情况下，保持原有叶片角度不变的功能。
2）油压装置设置为分离式，蓄能器总成与回油箱总成各位一体：
蓄能器总成主要是由皮囊式蓄能器、蓄能器专用截止阀等部件组成。皮囊式蓄能器由皮囊将壳体内腔分为两个部分，囊内装氮气，囊外充液压油。当液压油充入蓄能器时，充满设定压力氮气的皮囊就受压变形，气体体积随压力增加而减少，液压油被逐渐升压储存。若液压系统需要压力油时，蓄能器将液压油排出，使系统的能量得以补充。此种蓄能器既保证了优雅平稳又将油气相互分离，油液不容易被污染。
回油箱总成由回油箱体、油泵组、双滤油器、顶装式磁翻柱液位计、油混水信号器、安全阀等部件组成。顶装式磁翻柱液位计的功用是监视回油箱的油位高低以及当油量不足及油位过高时，它的高低位置接点闭合，避免油泵吸入空气而损坏。本油压装置油泵出口采用的是双筒过滤器，过滤精度为20微米。油混水信号器用于检测油箱油液里水份的含量。当油箱中的水份含量超过预置的报警值时，则发出报警信号，要求对油箱中的油液进行脱水处理。当压力开关或控制系统发生故障，致使油压达到工作油压上限值后，油泵仍继续运转，油压继续升高，当达到安全阀开启值时此阀动作，在油压的作用下打开排油，使油泵输出的压力油排至回油箱，而系统的压力不再升高。安全阀的存在保证了系统油压不超过允许值，防止油泵电机过载及保证系统安全。
3）可编程控制器采用法国施耐德公司的Premium系列产品，该产品CPU采用多处理器结构，性能更安全可靠，同时具有Ethernet TCP/IP（工业以太网）接口。可以轻松地接入现场通讯网络，实现上位机自动控制。
触摸屏采用台湾Eview公司的10.4寸彩色产品，利用该屏作为人机界面，与PLC配合，可进行油压装置和水泵叶片的数值设定、数值测量、状态显示、模式选择、故障报警、工况记录，从而实现自动控制功能。
叶片调节机构采用步进电机直接驱动接力器，真正实现了全数字控制，极大的提高了控制精度及可靠性。
4）叶片调节系统压力油管路采用高精度金属管道，经焊接密封，各闸阀、仪表等连接处采用高密度油压密封圈连接，每道工序完成前均经过打压试验，经检验合格方可进行下道工序，从源头上杜绝了系统压力油外溢情况的发生。
4 结语
通过以上各配套设备的精妙配置，石港站用叶片调节系统成功地解决了调节机构的常见故障，保证了机组的可靠性。经过多次开机，调节机构均运行正常，实践证明该套系统不仅具有自动化程度高、运行可靠、功能齐全等特点，而且能适应油压装置和水泵叶片的各种运行工况，与其它设备相配合，能很好的满足泵站无人值班（少人值守）的运行要求。
参考文献：
[1]仇宝云，刘超.泵站水泵叶片调节方式概论[J].水泵技术，1997（4）.
[2]李二平.刘老涧泵站水泵机械式叶调机构改进[J].排灌机械，2000（1）.
[3]叶渊杰，等.我国大泵叶片调节机构应用于研究综述[J].中国农村水利水电，2009（8）.
论文作者:聂朋,陆美凝,马士磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：叶片论文; 油压论文; 泵站论文; 系统论文; 蓄能器论文; 压力论文; 水泵论文; 《基层建设》2019年第7期论文;