MT-08 系列型水泵叶片角度调节器在泗阳二站主水泵叶片调节机构技术改造中的应用

黄佳陈 刘须朋 王婧婧

江苏省泗阳闸站管理所 223700

内容提要：介绍泗阳二站原主水泵叶片调节机构存在的问题，进行技术改造。采用新型的MT-08系列型叶片调节机构，提高效率。达到预期效果。可供同类型泵站水泵叶片调节机构设计、安装、改造时参考。

关键词：水泵 叶片调节机构 技术改造

一、基本情况

泗阳第二抽水站位于江苏省泗阳县城东郊。该站是江苏省江水北调第四梯级站，淮水北调第一梯级站，其主要作用是抽引由二河闸下泄的淮水或淮阴站转送的江水北送，满足泗阳闸上游地区的用水需求。该站建于1996年，工程总投资6300万元。总装机容量5600KW，设计流量为66m³/s。装设高邮水泵厂生产的2.8ZLQ-7.0液压全调节轴流泵2台，单机流量33 m³/s，配套天津发电设备厂生产的TDL325/56-40立式同步电机。该站设计水位组合：上游17.0m，下游11.0m；校核水位组合：上游17.5m，下游10.5m。

一、叶片调节机构在水泵中的作用

水泵（轴流泵）采用变角调节是优越的。调节机构的作用：（1）调小角度易于启动电动机不致过载；（2）在停车前，先把叶片的安放角调小，可以降低停车时的倒流速度，（3）调大角度增大流量；（4）实现变角经济运行，调节机构能够使泵保持安全、高效运行，为了使泵在各工况下能安全可靠进行叶片调节，选择、设计和使用性能良好的叶片调节机构是非常重要的。

二、泗阳二站水泵叶片调节机构存在的问题

泗阳二站两台主水泵是采用传统的液压式全叶片调节机构。叶片角度调节是通过叶片调节机构进行的，叶片的枢轴利用连杆、拐臂与操作架连在一起，并装在转轮体内，操作架上下移动使枢轴转臂上下方向转动，带动叶片随着转动，达到改变叶片安装角度的目的。操作架的位移，采用油压操作。油压控制机构由受油器、配压阀和操作机构等几部分组成，安装在电动机的顶部。作用在接力器活塞上的压力油，由受油器通过随轴一起转动的操作油管供给，操作油管为单管式，它和接力器活塞下腔相通，操作油管与泵的轴孔之间的环状空间与接力器的上腔相通。泗阳二站液压调节采用外供油油压装置，设备较多，系统复杂，辅助设备多，设备费用高，运行操作、管理和维护麻烦，常常因密封不良造成漏油污染，原叶片调节油压系统密封接口多。延程损失大，运行时叶片角度易发生变化，影响水泵在高新区运行。值班人员在机组运行过程中要及时补油次数多，工作量大。需进行技术改造。

根据泗阳二站水泵机组实际使用情况，选择采用新型MT-08系列型免抬轴水泵叶片角度调节器内置式同步液压调节器。

三、MT-08系列型内置式同步液压调节器的特点

内置式同步液压调节器的结构吸取了液压式调节和机械式调节的长处，克服了他们各自的弊端。新型调节器采用液压内置式，省去了外供油系统。

1、体积小、重量轻、结构简单、操作维护方便，性价比好。

2、性能稳定，工作高效安全可靠。

3、智能调节,PID跟综系统，手动、自动、上位机操作。

4、采用上置式内供油液压模式调节装置。它与外面没有任何油路的联系密封性能好，无泄漏，对环境无影响。

5、叶片角度全程调节。

新型调节器的供油系统在叶片不需要调节时，液压系统是不工作的，此时机组运行靠液压锁锁住上下油缸的压力油不泄漏，从而能维持机组运行时的叶片角度不变，减少机械摩擦时间，延长调节器使用寿命，保证其性能的稳定。此外，它不像外供油那样，为保持系统压力稳定，每隔几分钟就须启动一次油泵向系统补充压力油（否则，压力不稳定会引起叶片角度下滑）。所以，采用新型液压调节器，不仅能避免系统漏油、污染环境，而且设备少、能耗低，性能稳定，工作可靠。

新型调节器的结构示意图

四、MT-08系列型内置式同步液压调节器系统组成和工作原理

1、系统组成

MT-08系列型内置式同步液压调节器新型调节器的结构较简单、体积小，它主要由上面油箱、中间油缸和下面底座三部分组成。上油箱的箱内装有高压微型液压站，并储存液压油。中间油缸内装有活塞，它将液体的压力能变成机械能供叶片操作用。调节器底盘用螺栓固定在电机主轴端部。底座外壳两边开孔，便于拆装螺栓，内有活塞杆和调节杆穿过。电机主轴为中空，内穿调节杆，并通过联轴节与活塞杆固结。

叶片调节机构主要由液压调节器、叶片转动机构两大部分组成，前者作为控制机构位于机组主轴的顶端，后者作为工作机构位于主轴末端的叶轮轮毂体内，两者之间用调节杆相连，构成叶片调节系统。

2、工作原理

液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换成为液体的压力能，通过液体压力的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现活塞和调节杆的直线往复运动以及叶片转轴的旋转运动。内置式同步液压调节器的转动机构总体上和目前常用的液压调节机构的转动机构一致，活塞和操作架以及操作架和耳柄之间均为刚性连接。调节杆通过活塞在工作油压的作用下向上或向下运动时，操作架、耳柄、连杆跟着一起运动，由于叶片的枢轴放置在轮毂体内，因此转臂和叶片不能上下移动，只能转动，从而达到调节叶片安放角的目的。

新型调节器的工作原理

1—高压微型液压站；2—溢流阀；3—电磁换向阀；4—液控单向阀；5—油缸；

6—活塞；7—调节杆；8—上高压油管；9—下高压油管

动作过程如下：

（1）水泵叶片朝正角方向调节

当检测到上位机发出的上调指令后，集电环接通液压站的电机电源，液压站得电开始工作，高压油经溢流阀稳压后，送给二位四通电磁换向阀的P孔，此时二位四通电磁换向阀的A孔通道打开，高压油经液控单向阀后进入油缸的下油腔，下油腔内的压力升高，推动活塞上行。同时二位四通电磁换向阀的B孔与T孔导通，使油缸的上油腔有回油通道，活塞顺利上行。活塞上行通过活塞杆带动调节杆上升，调节杆上升时拉动水泵叶片的拐臂机构，使叶片角度朝正角方向旋转。

当系统检测到上调的调节到位时，上位机发出停机指令，集电环断开液压站的电机电源，液压站失电停止工作，此时二位四通电磁换向阀的P孔失压，液控单向阀的A、B孔锁定，同时将活塞也锁定，此时机组叶片锁定在规定的角度值下运行，不会出现轴向位移。

（2）水泵叶片朝负角方向调节

当检测到上位机发出的下调指令后，集电环接通液压站的电机电源，液压站得电开始工作，二位四通电磁换向阀也得电换向，高压油经溢流阀稳压后，送给二位四通电磁换向阀的P孔，此时二位四通电磁换向阀的B孔通道打开，高压油经液控单向阀后进入油缸的上油腔，上油腔内的压力升高，推动活塞下行。同时二位四通电磁换向阀的A孔与T孔导通，使油缸的下油腔有回油通道，活塞顺利下行。

活塞下行通过活塞杆带动调节杆下降，调节杆下降时推动水泵叶片的拐臂机构，使叶片角度朝负角方向旋转。

当系统检测到下调的调节到位时，上位机发出停机指令，集电环断开液压站的电机电源，液压站失电停止工作，换向阀也失电换向，此时二位四通电磁换向阀的P孔失压，液控单向阀的A、B孔锁定，同时将活塞也锁定，此时机组叶片锁定在规定的角度值运行，不会出现轴向位移。

五、结论

叶片调节机构是大型水泵机组最关键、最重要的部件之一。是保证机组安全高效运转的重要手段，采用内置式的液压调节，不仅可以省去外部供油的许多设备，而且便于提高油压、改善性能，而不污染环境。大大提高了调节器工作的可靠性。新型调节器构思新颖，结构精巧，适用范围宽，调节性能优良，各项技术经济指标先进。优化选型和高度集成，对结构和传力方式进行了改进，从而达到了改善结构、提高性能的目的。泗阳二站叶片调节结构通过采用新型的MT-08系列型免抬轴水泵叶片角度调节器效果好，达到预期预期效果，可供同类型泵站水泵叶片调节机构设计、安装、改造时参考。

参考文献

T-08系列型免抬轴水泵叶片角度调节器使用说明书

黄佳陈：女 助理工程师 江苏省泗阳闸站管理所生产技术股 主要从事大修泵站的维修、 技术改造工作。