浅析自动顶转子装置在南水北调解台站的改造与运用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅析自动顶转子装置在南水北调解台站的改造与运用

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2020年11月上作者：倪春，鲁健，于贤磊，张念龙

[导读] 立式轴流泵开机前顶转子主要是为推力瓦和镜板之间建立油膜，防止两者之间干摩擦导致烧瓦事故。顶转子一般采用移动式油泵与安装在下机架上的若干液压千斤顶连接，抬升转子5～8mm来实现。此方法需要一人操作油泵，一人观察，自动化程度低，同时存在人员攀爬安全隐患和观察不准确导致顶车不到位等问题。

江苏徐州南水北调东线江苏水源有限责任公司徐州分公司倪春，鲁健，于贤磊，张念龙 221000

摘要：立式轴流泵开机前顶转子主要是为推力瓦和镜板之间建立油膜，防止两者之间干摩擦导致烧瓦事故。顶转子一般采用移动式油泵与安装在下机架上的若干液压千斤顶连接，抬升转子5～8mm来实现。此方法需要一人操作油泵，一人观察，自动化程度低，同时存在人员攀爬安全隐患和观察不准确导致顶车不到位等问题。在每台机组安装小型电控油泵以及测量和控制装置，实现机组的一键式精准顶车，可有效解决手动顶转子存在的各类问题，也为泵站自动化控制创造条件。
关键词：立式轴流泵；定转子；顶车；自动
        一、基本情况
        南水北调解台站是南水北调东线第一期工程第八梯级泵站，工程主体包括泵站、节制闸、相关变配电设施等工程设施。解台泵站设计调水流量125 m3/s，设计扬程5.84m，安装5台套2900ZLQ32-6型立式轴流泵，配TL2800-44/3250型同步电动机5台套（1台备机），水泵叶轮直径2900mm，单机设计流量31.5 m3/s，单机功率2800kW，总装机容量14000kW。
        二、手动装置的不足
        按照泵站管理规程要求，当立式轴流泵机组停机时间超过48小时以上，在开机前手动操作高压油泵将机组转动部分顶起，使推力轴承瓦面上形成油膜。未改造前解台泵站各台机组下机架均对称安装了4个液压千斤顶，由一台移动式液压装置分别对5台机组的液压顶车组加压，人工观察转子顶起高度，以此判断机组是否顶车完毕。此操作方式存在如下缺陷：
        1、工作效率低下。原顶转子装置在连接相应机组油管后，需要1人操作油泵，1人观察，每台机组上的操作时间长，且只能一台一台操作，工作效率低下。
        2、存在安全隐患。因液压千斤顶布设在下机架之上，高于人员一般视线且比较隐蔽位置，工作人员需架设爬梯或踩爬冷却水管进行观测，存在跌落的安全隐患。
        3、观测精度不高。人员观测视线不平，凭经验判断，无法有效测量转子顶起的高度，或者千斤顶是否在顶车完成后全部回位，容易造成顶车不够和液压千斤顶未完全收起归位。可能造成机组运行事故。
        4、易污染工程现场。移动式液压装置的液压油管快速接头在拆装过程中液压油渗出，油管表面和地面易被污染。
        三、自动顶转子装置设计思路
        解台站自动顶转子装置改造本着安全、可靠、精准、高效的原则进行，主要实现如下功能：1、液压装置由移动式改为固定式，每台机组由独立的一台液压装置为液压千斤顶提供动力源。2、每台机组由独立的一套测量及控制系统对其顶转子过程进行自动检测。3、采用触摸屏监视和控制。4、保留手动操作功能。5、液压动力操作电源和测控电源在无操作及操作完成后自动切除。
        四、自动顶转子装置设计方案
        （一）液压系统设计方案
        考虑到泵站现场安装5台套机组，若将所有机组顶转子装置的油系统整合，设备较大，现场安装位置不足，且若系统故障无法工作时，5台机组自动顶转子装置均无法自动运行。故现场采用了5台机组分别设置小型液压站为千斤顶提供液压源的设计方案。
        液压站：包括电机、油泵、电磁换向阀、溢流阀组、油箱等。工作压力：20Mpa，最高允许压力24MPa；流量：2.0L/min；功率：0.75kw；电源：380V。液压站整合后隐蔽安装在定子外圈的检查井中。
        液压管路：管道采用高压软管与液压顶组管路连接。连接采用原插拔式，确保在自动装置故障等特殊情况下任可以继续使用原有的移动式液压装置进行顶转子操作。
        （二）测控系统设计方案
        测控系统是自动顶转子装置的核心设备，
        1、功能设计
        （1）监控机组的转子位置状态；
        （2）监控机组4个液压顶位置状态；
        （3）触摸屏监控和监视；
        （4）一键启动，顶转子操作过程自动完成；
        （5）具有无操作自动切断电源及操作结束后自动切断电源功能；
        （6）具有手动操作功能。
        2、系统组成
        测控单元部分：包括控制器1套，触摸屏1块，控制继电器和按钮，液压装置控制电路等。安装在控制柜内。
        传感器部分：液压顶位置传感器4套，转子位置传感器2套。安装在机组下机架。液压千斤顶传感器为红外线光电开关，横向安装，主要用于测量和反馈千斤顶是否顶起或者收回到位；转子位置传感器为激光测距传感器，纵向安装，可测量转子升降距离，反馈转子是否顶到位。

图1 测控单元原理图（可编程控制器输入输出）

        4、自动顶转子流程
        供油开始（“供油” 灯红）→液压顶伸出（液压顶1～4灯红，蜂鸣器响）→转子顶到位（转子1/转子2灯红）→供油停止（“供油”灯绿）→延时（5S）→回油开始（“回油”灯红）→转子回到位（转子1～2灯绿）→液压顶落到位（液压顶1～4灯绿，蜂鸣器不响）→延时（5S）→回油停止（“回油”灯绿）→延时关机（切断测控电源）。
        至此，整个顶转子操作过程全部结束。
        五、结语
        解台站改造的自动顶车装置，保留了每台机组顶转子的单独操作功能，操作人员在每台机组旁进行操作，最大限度避免对已运行机组的误操作；采用传感器测量转子顶起高度和千斤顶是否收回归位，有效消除了人为观察误差，保障转子顶到位，千斤顶回落到位；操作电源自动切除的设计，避免了顶转子装置在机组运行时被误启动顶起的风险；液压装置及管路全部装在隐蔽处，保证了联轴层原有的整洁。装置整体上达到了安全可靠、技术先进、经济适用的改造目的。
        后续，可继续研究拓展，增加通讯及视频监控，可实现在中控室乃至集控中心远程操作，为最终实现无人值班、少人值守提供了技术支持。
参考文献；
[1] 张合朋，朱佳佳，蔡晓东，朱文.顶转子装置控制系统设计及改造［J］．小水电，2011(1) : 85－87．
[2]曹海翔，魏建群．立式轴流泵机组自动顶转子装置的研制［J］．浙江水利科技，2010( 4) : 54－56．
作者简介：倪春（1987- ），男，工程师，主要从事大型泵站工程管理工作