[發(fā)明專利]一種卷揚(yáng)啟閉機(jī)事故快速閘門落門調(diào)速裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710991672.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107558446B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國才;張衛(wèi)勝;曹希堯;王翔;熊偉;羅雙成
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南聯(lián)誠能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: E02B7/36
• 分類號: E02B7/36
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);王娟

本發(fā)明公開了一種卷揚(yáng)啟閉機(jī)事故快速閘門落門調(diào)速裝置及控制方法，調(diào)速裝置包括制動(dòng)器、高度儀、速度傳感器和控制器，通過采集閘門下落速度與預(yù)定速度的比較值來控制制動(dòng)器的阻尼力矩與持住力的平衡大小關(guān)系，實(shí)現(xiàn)閘門按預(yù)定速度下落；通過采集閘門下落速度和位置信號，按分段關(guān)閉法控制，實(shí)現(xiàn)閘門快速下落及時(shí)減緩水流，防止水輪機(jī)組飛逸運(yùn)行，使閘門慢速落入底檻，減小沖擊，保護(hù)閘門和底檻不被蹬壞。本發(fā)明采用全閉環(huán)自動(dòng)化冗余設(shè)計(jì)，保證閘門在事故狀態(tài)下及時(shí)、快速、平穩(wěn)、安全的關(guān)閉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利水電事故快速閘門控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種卷揚(yáng)啟閉機(jī)事故快速閘門落門調(diào)速裝置及控制方法。

背景技術(shù)

我國水利資然豐富，水利水電開發(fā)迅速。在中小型水電站的取水口一般設(shè)計(jì)由卷揚(yáng)式快速閘門啟閉機(jī)控制的事故快速閘門，在機(jī)組事故甩負(fù)荷、遇調(diào)速器失靈拒動(dòng)時(shí)，能動(dòng)水狀態(tài)下快速關(guān)閉閘門截?cái)嗨鳎乐顾啺l(fā)電機(jī)組發(fā)生飛逸事故，有效避免事故擴(kuò)大事件的發(fā)生。2009年俄羅斯薩楊-舒申斯克水電站發(fā)生重大事故擴(kuò)大事件就是由于事故快速閘門未能及時(shí)正確的關(guān)閉。事故快速閘門是水輪發(fā)電機(jī)組的生命線。

現(xiàn)在，我國大部門水電站取水口的事故快速閘門，都是由帶離心飛擺調(diào)速器的卷揚(yáng)式快速閘門啟閉機(jī)控制的。這種控制方法在事故狀態(tài)下，控制制動(dòng)器打開的電源及控制方式可靠性差，基本沒有冗余設(shè)計(jì)，在事故狀態(tài)下很難保證制動(dòng)器及時(shí)有效的打開；

另外，離心飛擺調(diào)速器在閘門動(dòng)水快速下落過程中普遍存在以下現(xiàn)象：

1、落門速度在持住力與離心飛擺調(diào)速器產(chǎn)生的摩擦阻尼力矩平衡轉(zhuǎn)速點(diǎn)附近反復(fù)振蕩，且最大速度與計(jì)算平均速度相差較大，使啟閉機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)沖擊，超速運(yùn)行，影響傳動(dòng)件壽命，易產(chǎn)生機(jī)械損壞現(xiàn)象。

2、由于持住力會(huì)隨閘門的下落而增大，并且調(diào)速器制動(dòng)片的摩擦系數(shù)也會(huì)隨閘門的下落因發(fā)熱溫度升高而減小。因此離心飛擺調(diào)速器的平衡轉(zhuǎn)速升高，落門速度會(huì)隨閘門的下降而增大，接近閉門時(shí)以較高的速度沖入底檻，極易蹬壞閘門和底檻，同時(shí)由于起始落門時(shí)速度較低，使得截流速度慢，水輪機(jī)組的緊急停車時(shí)間增長，可能造成機(jī)組損壞的飛逸事故，而后段落門時(shí)速度較快，斷水流時(shí)間短，對水輪室的流態(tài)不利產(chǎn)生反水錘效應(yīng)以及出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象損壞水輪機(jī)。

3、離心飛擺調(diào)速器工作時(shí)的飛球質(zhì)量和起動(dòng)彈簧壓力在調(diào)試時(shí)極不方便確定，水位等條件發(fā)生變化時(shí)需重新調(diào)整，如在閘門下降到一定的高度后，流道內(nèi)的水流從滿流過度到欠流時(shí)，水流對閘門很大的吸力，造成閘門下降速度加快，嚴(yán)重影響安全運(yùn)行，而在實(shí)踐設(shè)備管理中很難滿足。

現(xiàn)行由卷揚(yáng)式啟閉機(jī)控制的事故快速閘門在閘門快速下落過程中完全依靠機(jī)械式離心飛擺調(diào)速器來平衡變化增大的持住力，且沒有事故狀態(tài)下的過程監(jiān)控和安全冗余設(shè)計(jì)，一旦失速將完全失控釀成重大事故。近年來有關(guān)報(bào)道出現(xiàn)采用的液壓式調(diào)速器和機(jī)械式調(diào)速器基本相同，不能有效的解決快速落門的及時(shí)、精準(zhǔn)和安全問題，更不能改善事故狀態(tài)下的水輪發(fā)電機(jī)組所需的工作條件。

發(fā)明內(nèi)容

為了防止水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生飛逸運(yùn)行，改善事故狀態(tài)下的工作條件，本發(fā)明提供一種卷揚(yáng)啟閉機(jī)事故快速閘門落門調(diào)速裝置及控制方法，在水輪機(jī)發(fā)電組超速運(yùn)行，需要快速關(guān)閉閘門截?cái)嗨鲿r(shí)，能自動(dòng)控制閘門快速下降及時(shí)減緩水流，防止水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生飛逸運(yùn)行事故，慢速落入底檻，減小沖擊，保護(hù)閘門和底檻不被蹬壞，慢速截?cái)嗨饔欣诟纳茢嗨畷r(shí)水輪室的流態(tài)，減緩反水錘效應(yīng)和抬機(jī)現(xiàn)象。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：