水轮机调速器压力油罐容量核算分析

某水电站有三台50MW混流式水轮发电机组，水轮机调速器压力油罐设计压力2.8MPa，最高允许工作压力2.5MPa，容积2.3m3。油压设备为水轮发电机组调速系统提供压力油源，是水轮机调速系统的基础和机组黑启动的关键液压能量。

1.调速器油压系统参数：

(1)系统组成

调速器油压装置由压力油罐、回油箱、油泵、压力油罐和回油箱、导叶接力器之间的管路及自动控制元件组成。压力油罐是由钢板焊接而成的蓄能器，内装L—TSA46号汽轮机油和压缩空气，其总容积比例为1:2。

(2)油压系统参数

系统正常工作最大操作油压(停泵压力)P。=2.5MPa；系统正常工作最小操作油压(主用泵启动压力)P1=2.35MPa；系统事故停机压力1.85MPa；导叶接力器最低油压值1.5MPa。

(3)导叶接力器参数

①导叶接力器：数量2个

②活塞直径Dw：450mm

⑧活塞杆直径dw：185mm

④行程Lw：410mm

计算得导叶接力器容量为0.1194m。

(4)压力油罐容积参数

为保证调速系统不进气，压力油罐底部体积约0．1m。

2.压力油罐容量核算分析:

(1)对油压系统的要求

①根据IEC标准《水电控制系统技术导则》和国家标准《水轮机控制系统技术条件》的要求，压力油罐可用油的体积，在正常工作油压下限和油泵不打油时，油压降至最低操作油压时，压力油罐能操作导叶接力器行程；即紧急情况下保证可靠关闭导叶，关闭水源。

②在系统事故、全厂交流电源中断的特殊情况下，黑启动对于水电厂确保迅速恢复厂用电及保证设备安全具有重要意义。假定机组调速器油压按最不利工况考虑，即在正常最低工作压力时遇紧急停机甩负荷后，调速系统剩余油压应能将

机组导叶开启到空载启动开度(一般不超过30)，在此基础上要求仍能保证机组事故停机的油压，同时注意压油槽的油气比例，压油槽中油位应不低于最低操作油位，这些条件是评判机组黑启动能力的关键指标。

(2)压力油罐容量复核分析

①接力器三个行程按PV。一常数规律进行，它处于等温规律(状态变化非常缓慢)和具有幂指数为1.4的绝热规律(状态变化非常快)之间。幂指数1.25是根据大型油一气压力油罐的经验得来的经验数据。这样三个接力器行程后的剩余压力Pr计算为：

剩余压力Pr大于导叶接力器最低油压值1.5MPa，能够保证接力器三个行程所需的操作油压，在紧急情况下具备可靠关闭水轮机导叶，预防事故的发生。

②黑启动过程中的油压消耗，假定甩去100%负荷，导叶全关闭；再将导叶开启到机组空载开度(按30开度计算)，此时接力器动作行程油容积为0.1194×1.3=0.1552m。，剩余压力计算如下：

水轮机调速器压力油罐容量核算分析

油压下降到2.14MPa，大于系统事故低油压停机整定值，并留有一定裕度，因此机组调速系统压力油罐容量具备黑启动开机条件。

调速系统压力油罐容量，根据国内外计算公式及国内运行电站的实例，混流式水轮机压力油罐容量应为导叶接力器容积的20~25倍(不含进口阀)。本文是复核水轮机调速器压力油罐的简单过程，供参考。