张志新 朱少文
中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局 四川双流 620225
摘要：水轮机筒阀的安装质量直接影响了机组运行的安全和质量，安装中的过程控制就尤为重要，采用液压同步调整方式能够保持筒阀在调整过程中的速度和位移同步，减少设备的卡阻现象，为筒阀及其它附件的安装提供方便和快捷，从而在很大意义上减少工作量，提高施工效率，保证筒阀安装质量。本文通过介绍某大型水电站水轮机筒阀的液压同步调整方法，希望能为其他同类型筒阀的安装调整提供借鉴和参考。
关键词：液压；同步调整技术；在水轮机筒阀；安装过程；应用
前言
在很多水头较高且河内含沙量较大的水电站，都会在水轮机导叶之前增设一个阀门，防止水流从进水口进入后直接对导叶进行冲刷，造成导叶的磨损量增多，漏水量增多，从而导致机组导水机构检修周期缩短。
目前，水轮机筒阀在国内很多大中型水电站已广泛使用，直接替代了之前蝶阀、球阀等，水轮机筒阀及其附属设备主要由筒体、导向机构、密封、接力器、同步控制装置和油压装置等组成。
水轮机筒阀与蝴蝶阀、球阀等相比较，具有多方面的明显优点：筒形阀的制造费用比蝴蝶阀和球阀低，并且电站的土建费用比使用蝴蝶阀和球阀低；筒形阀关阀的速度快，对机组的正常停机以及防止机组过速或者飞逸更加的有利；筒形阀的水利损失比蝴蝶阀及球阀小，使用效率更高；筒形阀的封水性能也较好；对于河内含沙量较大的水电站，使用筒形阀可以有效的防止机组在停机状态下导叶端面的泥沙磨损和间隙气蚀，从而延长导水机构的检修周期。
1概述
某水电站位于四川省甘孜州藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电阶梯级开发的第10级水电站，是大渡河上的大型水电站。该水电站安装4台单机650MW的混流式水轮发电机组，机组的额定水头为200m，额定转速为142.9rpm，飞逸转速为255rpm。
该水电站也使用了水轮机筒阀，在机组停机时，水轮机筒阀处于关闭状态，筒阀阀体下落处于座环固定导叶与活动导叶之间，上端紧压顶盖上的密封条，下端紧压底环上的密封条，从而达到截流止水的作用。在机组开机时，首先开启水轮机筒阀，将筒阀阀体提升到座环上环与顶盖形成的空腔内，阀体底面与顶盖下端面齐平，不干扰水流的流动。在正常开机的工况下，首先开启水轮机筒阀，再开启活动导叶；而在正常关机工况下，首先关闭活动导叶，再关闭水轮机筒阀。
水轮机筒阀的安装主要包括：筒阀阀体的组装、筒阀与顶盖的组装、筒阀与筒阀接力器动作试验、筒阀导向条的加工。由于其重量较大、行程较长，在调整过程中，为避免在操作调整过程中发生卡阻，需保持起升机构的位移同步，在筒阀的开启、关闭的过程中，筒体的上升或下降的速度的同步控制就显得极为重要。
2调整方案的提出、比选
我们通过学习和借鉴其他水轮机筒阀的调整经验，结合该电站实际，共提出了三种不同的调整方案。
第一种方案：使用液压千斤顶联动操作。该方案使用4台液压千斤顶同时将筒阀顶起（将接力器供排油管连通），该方案主要特征是悬空施工，技术难度太大，安全系数低，且上升、下降过程很难保持同步。
第二种方案：使用导链联动操作。该方案的原理是使用8台导链同时将筒阀拉起,进行上下操作，该方案的主要特征是悬空施工，操作难度繁琐，安全系数较低，且上升、下降过程很难保持同步。
第三种方案：使用液压同步调整技术进行调整。该方案的原理是使用打压泵将各并联接力器提升，将筒阀拉起,进行上下操作，实现筒阀与接力器液压联动操作。该方案的主要特征是地面施工，安全系数较高，该方法操作简单，并且能达到控制指标和设计要求。
我们根据施工安全性、施工难易程度、施工工期长短、对每一项方案进行分析评价，最后确定采用第三种方案进行施工，即采用液压同步调整技术进行水轮机筒阀的调整。
该方法的主要任务是制作一种简单的液压操作系统，在筒阀的调整过程中能够尽量保持其速度和位移的同步，不造成设备的卡阻，使其在筒阀其它附件的安装中提供方便和快捷。
3液压同步调整技术的实施
液压同步调整技术的关键任务是制作一种简单的液压操作系统（液压联动机构），在筒阀的调整过程中能够尽量保持其速度和位移的同步，不造成设备的卡阻，使其在筒阀其它附件的安装中提供方便和快捷。
3.1液压联动机构的形成
液压同步调整技术的核心—液压操作系统（液压联动机构）主要包括以下部件和材料：电动试验压力泵（压力最大为10MPa）、分流器、阀门、高压软管以及透平油。
上述部件中，除分流器外，其它部件均能够比较容易从市面上购买到。所以除了分流器，我们进行现场自制外，其他部件均从市面进行采购。
分流器的制作：我们根据压力的大小情况，现场采用切割、焊接，制作出分流器。分流器现场的焊接难度不大，焊接后的焊接强度能够充分得到保证。分流器制作完成后，在现场应做分流器的压力试验，试验过程中应无渗漏现象，分流器才可以投入使用。分流器的制作成品如图1所示。
图1 分流器
分流器制作完成，试验合格后，进行整个液压操作系统（液压联动机构）的连接和组装：包括高压阀门的安装、支管的连接和焊接等。安装完成后对整个液压操作系统包括高压阀门和整个管道的压力试验，试验过程中整个系统应无渗漏现象。
本文液压操作系统共有6个接力器作为执行装置，为了保障6个接力器能够同步的运行，防止筒阀阀体在开启和关闭状态下发生卡阻，可以通过调整接力器油腔的进出油量来进行控制，油量的大小一致可以大致保障接力器的同步行走。
其筒阀起升机构见图2所示。
图2 筒阀起升机构
3.2液压联动试验
（下转第145页）
筒阀联动试验示意图如图3所示。
图3 筒阀联动试验示意图
筒阀联动试验的试验步骤如下：
1）筒阀接力器一共有6个，在组装前必须对每个接力器做动作试验及耐压试验，检查其是否有渗漏情况，若有渗漏，进行处理后方可进行联动试验；
2）试验前必须将各组合接头、阀门拧紧，试验时需检查各接头以及接力器活塞的起升情况；
3）打开1号至12号阀门，关闭13号、16号阀门，打开14号、15号阀门，打开试验压力泵做筒体的关闭试验；
4）打开1号至12号阀门，关闭14号、15号阀门，打开13号、16号阀门，打开试验压力泵做筒体的开启试验。
联动试验过程中的注意事项：
1）在电动压力泵给油前，必须先将泵体内残留空气排出；
2）通过测量人员测量对筒阀的起升情况进行检查；
3）检查在最大开关量情况下的接力器行程情况。
通过采用这种液压同步调整方式，保持了起升机构的位移同步，在开启、关闭的过程中，保证了筒体的上升或下降的速度的同步，避免了筒阀在操作调整过程中发生卡阻，保证了筒阀安装和调整顺利完成，同时也保证了筒阀安装质量。
我们通过采用这种液压同步调整技术，不仅保证了筒阀的安装质量，同时也缩短了筒阀的调整时间，采用这种调整技术，5天就完成了筒阀与接力器的联动试验，大大的提高了施工效率。
4结论
该水电站单机65万千瓦，是大渡河上的大型电站，河流中泥沙含量较高，为减少对水轮机导水机构的磨损、破坏，确保机组的长期稳定运行，安装了筒阀，因此筒阀的安装质量直接影响了机组运行的安全和质量，安装中的过程控制就尤为重要，采用了这种液压同步调整方式在很大意义上减少了工作量，为后续附件的安装带来了便捷，保证了筒阀的顺利安装和调整，为电站如期发电奠定了基础。目前，该水电站已全部投产，筒阀运行良好。本文通过总结筒阀的这一安装调整技术，以期为类似筒阀的安装调整提供借鉴和参考。
作者简介：张志新（1975.9—），男，四川成都人，中国水电五局制安分局，分局长助理，项目经理，大学本科，工程师，从事机电安装技术、管理工作。
论文作者:张志新,朱少文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
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