1.2引用标准
9652.1-1997水轮机调速器与油压装置技术条件
9652.2-1997水轮机调速器与油压装置试验验收规程
150-1989钢制压力容器
9064-1988螺杆泵试验方法
10886-1989三螺杆泵形势与基本参数
11120-1989L汽轮机油
2、工作原理
油压装置和其用油设备构成了一个封闭的循环油路。
回油箱内的清洁油经过油泵的吸油管被油泵吸入并增压输送至组合阀内的止回阀腔，随着输油量的增加，压力逐渐升高，直至超过止回阀活塞上腔的压力，使止回阀打开。
压力油通过止回阀及压力罐底部的截止阀进入到压力罐内。
油泵是由电机通过联轴节带动的。
为了保证油压装置的可靠性，每台油压装置上有两套相同的电机泵组，当机组在运行工况时，一套油泵作间断运行，另一台做为备用。
主用油泵可根据压力罐内油压的变化启动或停止，它们也可以轮换作为主、备用。
每台油泵的出油口都设有组合阀。
组合阀是集止回、卸载、安全、卸荷等功能于一体，对油泵、电机和压力罐起保护作用和稳定压力罐的油压作用的装置。
止回阀保证了当油泵停止工作后，不使压力罐里的压力油，通过油泵途径被卸掉。
卸载阀可使油泵出口至止回阀间油路在油泵停止工作后迅速卸掉压力，使油泵重新启动时，电机是空载启动，并可以延时，使电机有一个良好的启动环境，不但可以节约电能，也对电机起了一个保护作用。
安全阀的设置是对压力罐起保护作用的。
压力罐在正常情况下，上部（压力罐总容积的1/2~2/3）充满了压缩空气，下部为介质油。
压缩空气的补充、卸放通过自动补气装置自动进行，也可以通过装在压力罐上的空气逆止阀来进行手动操作。
为了反应压力罐中油位的高低，根据业主的要求而装设了不同类型的油位计，使用较多的是磁翻板液位计，可以从表板上直接观察到压力罐内的液位高低，又可以对液位超越上下限时进行报警。
如果配置了传感器，并可在油位的整定范围内发出4~20或0~10V模拟量的连续信号，供计算机监控进行采样。
在压力罐体上开有不同通经的孔口，并配有相应的阀门。
它们的功用分别是：
进油口阀门二只，一般为角式截止阀，用在油泵至压力罐的通路上；放油阀一只，一般也是角式截止阀，是为压力罐放油所设置，通常在油压装置油泵试验，组合阀各参数值整定及压力罐手动补气时使用；主压力油供油截止阀一只。
压力油通过主压力油供油阀门引出，通过液压系统的各类控制元件及管路，作用到执行元件上，使执行元件做功，进行能量交换后的介质油回到回油箱的污油区，经过滤网过滤后进入净油区，再经油泵吸入，加压送往压力罐，如此往复循环。
油压装置一般都设有空气安全阀，其位置在压力罐的顶部，是在补气状态失控时，对压力罐起保护作用的装置，其整定值比油泵安全阀要稍高2~4%。
回油箱是油压装置贮油的容器，也是整个设备的基础，压力罐、油泵组、阀组等油压装置的主要部件都布置在回油箱的上盖板上。
为了使设备布局更加紧凑，目前有的还将调速器的机械液压随动系统也布置在回油箱的上盖板上。
3、结构组成及主要元件功能
3.1压力油罐装配
压力油罐是钢制结构体，由圆柱形筒体及椭圆形的封头焊接而成，材料一般是16。
压力罐的设计、制造、试验、验收均按我国现行《压力容器安全技术监察规程》和150-89《钢制压力容器》的要求进行。
压力罐设有进油口、放油口、主供油口、辅助供油口、人孔（或检查孔）以及连接压力表、压力开关、液位计、空气安全阀及进气放气阀的孔口，除进气放气阀的孔口外，压力罐其它各孔口在罐内部的管口都在低油位以下的位置，以防止罐内油位处于低油位时，空气进入调速系统。
压力罐下部焊有大法兰座，以便安装在回油箱或基坑上，罐底部设有进人孔（或检查孔）以及盖板，以便检修清洗。
压力罐上部焊有二个吊耳，以便提吊压力罐使用。
3.2回油箱装配
回油箱是由钢板焊接而成的立方体，箱内由钢板和滤油网分隔为脏油区和净油区。
污油区汇集回油及漏油，经滤网流向净油区，供油泵抽取。
回油箱底部略向一端倾斜，在最低处设有放油阀，以便于在清理回油箱时，可通过此阀放掉箱内的油。
回油箱箱顶开设人孔并加设人孔盖，人孔的正下方为安装双滤油网的滑道，打开人孔板即可方便取出或更换滤网。
为监控回油箱内部的油位高低，回油箱设有嵌入式油位指示器或磁翻柱液位计，在油位处于上、下限时，发出报警信号。
在配设了油位传感器后，也可连续发出4~20或0~10V模拟量的信号，供计算机监控系统采集数据。
往往由于空气的潮湿和水系统的渗漏，在油系统中混入一部分水份，这部分水份被带入液压系统的各类元件中，将造成金属零件的锈蚀，恶化了元件的技术性能。
介质油中被混入水后，易造成油质乳化变质。
为检测油的含水率，往往在回油箱中装有油混水信号装置。
3.3油泵组
油泵是油压装置的心脏，介质油通过油泵加压，才能被输送到液压系统的各个部位。
油泵是通过联轴器与电机拖动的。
目前，油压装置采用的油泵均为容积式的三螺杆泵或直齿内啮合齿轮泵。
3.3.1三螺杆泵
螺杆泵是利用互相咬合的三根螺杆来排送液体的转子泵，壳体、衬套和上下端盖组成泵体。
衬套是三个互相平行且互相连通的圆柱孔，中间圆柱孔内装有一根特殊断面的主动螺杆，两边各装一根与其啮合的从动螺杆，螺杆间及螺杆与衬套间互相配合，保持均匀而微小的间隙，使油泵分为吸油腔与压油腔。
泵组固定在回油箱上，吸油腔通过吸油管与回油箱净油区连通，压油腔经单向阀或组合阀与压力罐相连。
当电机驱动主动螺杆时，油在螺杆间及螺杆与衬套间形成的油腔里，沿轴线移动，由吸油腔被压至压油腔内。
由于螺杆泵工作的连续性及啮合部分的良好密封，使螺杆泵的运行平稳，且具有较高的效率。
3.3.2直齿内啮合齿轮泵
系列直齿内啮合齿轮泵是一种设计新颖，具有国际先进水平的液压动力元件。
它具有结构简单、噪音低、寿命长、污染敏感性小、不抱泵等优点。
目前已被水电设备行业广泛的使用。
该齿轮泵主要由泵体、齿轮、齿圈、轴、压盖等零件组成。
齿轮齿廓为直线，齿圈齿廓为直线共轭线。
齿轮带动齿圈旋转，吸油腔体积由小到大产生真空吸油，排油腔体积有大变小，挤压油液，使介质油液贮能排出。
由于工作时几乎没有困油区，从而大大降低了油泵的噪音和压力脉动。
3.4组合阀
3.4.1概述
组合阀是采用双油路液压时序控制，具有通油能力大、压力损失小、集成化程度高、噪音低、寿命长、响应速度快、密封性能好等优点，目前已广泛应用于水电站油压设备，成为油压装置中重要部件。
现有25、32、40、50、63、80六种通径，1.0、2.5、4.0、6.3四个压力等级，适合油泵输油量在1.422L各种油压装置的使用需要。
组合阀设三个油口，分别和螺杆泵、压力油罐和回油箱相连。
按进、出油口方位分为：
侧进、底进和侧出、上出及底出等方式，主要是根据用户要求来选择，以便于安装和美观及减少压力损失为准。
该组合阀具备以下四种阀的功能（见下图）：
单向逆止阀、安全阀、低压启动阀、旁通阀（卸荷阀）。
其中旁通阀（卸荷阀）的先导阀有机械和电磁两种先导控制方式供选择，也可以同时选用采用并联工作方式。
3.4.2低压启动阀
由于大功率的螺杆泵电动机惯量大，所以从启动到稳定状态需要一定的时间，如果在螺杆泵未达到额定转速以前带上负载，则对泵和电机都不利。
本阀组中低压启动先导阀3可以使螺杆泵在启动时处于卸荷状态，直到电动机转速达到额定转速后，螺杆泵才输出额定的工作压力与流量。
油泵启动时，由于P1的作用，单向阀2处于关闭状态，低压启动先导阀3在弹簧力的作用下处于开启状态，主阀1的控制腔没有油压，只有弹簧力的作用，因此处于开启状态，油经过1的主阀口回到回油箱内。
随着P口压力上升，低压启动先导阀克服弹簧力而关闭，压力油通过2进入主阀1的控制腔，使1关闭，P口压力达到额定压力后，克服单向阀的背压，向压力罐供油
3.4.3安全先导阀1
安全先导阀1是为保证压力罐内油压不超过允许值设置的，防止螺杆泵与压力罐过载，以保护其安全。
当压力罐上压力开关或中间继电器等发生故障，致使油压达到允许的上限值时，螺杆泵仍在运转，油压继续升高，当压力作用于先导控制阀1的推力大于弹簧力时，则1动作，使1控制腔的油排掉，在P口压力作用下将1推开，使油泵工作在自循环状态下，压力罐及螺杆泵都能保证在规定的压力下工作。
3.4.4电控卸荷阀2
电控卸荷阀2是为螺杆泵作连续运行而设置的。
螺杆泵采用连续工作时，压力罐内的压力随输入输出流量而变化，当输入流量大于输出流量时，压力随着升高，在压力升至最高工作压力时，电控卸荷阀2带电，将1的控制油排掉，1主阀被推开卸荷，使螺杆泵工作在自循环状态。
随着系统的消耗，压力罐内油压逐渐降低，当到达最低工作油压时，2断电，1控制腔随着建压而关闭，螺杆泵恢复向压力罐供油。
3.4.5单向逆止阀
在压力油通往系统前设有一个单向逆止阀。
由于压力罐压力及弹簧力的作用下，逆止阀处于关闭状态。
油泵启动后，随着压力的升高能克服逆止阀背压时，则逆止阀打开向压力罐充油。
3.5要采用的自动化元件
3.5.1压力罐油位计
压力罐油位计根据用户要求，可配置不带发讯装置的和带发讯装置的油位计。
不带发讯装置的油位计在油压装置传统设计上是采用有机玻璃制成，只是用于目测油压装置的油位高低。
随着水电站自动化水平的不断提高，为满足水电站的自动控制和计算机监控的需要，现在的压力罐油位计多采用浮子式磁翻板液位计。
它不但能直观地反映压力罐内油位的高低，还可以根据用户的配置要求，发出反映液位变化的电流4~20或电压0~10V连续模拟量信号及各设定液位的开关量报警信号，并可在线对报警值进行调整。
3.5.2自动补气装置
自动补气装置一般由两个电磁阀、一个安全阀、一个排气阀、四个手动阀及管件组成，具有自动或手动向压力罐内充入压缩空气或排出压缩空气的功能，以维持压力罐内的的油气比。
补气使用的压缩空气气源应经过过滤及除湿处理。
自动补气装置的自动工作状态是通过自动控制回路来实现的。
补气装置一般是间断补气。
对配置了自动补气装置的用户，在使用前请详细阅读自动补气装置生产厂家的《使用说明书》。
3.5.3回油箱油位信号器
回油箱油位信号器主要是用来监视回油箱内的储油量。
根据油位的高低，发出不同的报警信号。
回油箱油位信号器，品种繁多，结构各异，但其发挥的基本功能是一样的。
目前水电行业的油压装置使用较多的是以下两种油位计：
传统型的玻璃液位液温计：
该油位计是由波；玻璃指示管、温度计、铝合金外壳、以及起连接和联通用的螺钉、螺母等零件组成。
这种液位计设计新颖、美观、液位和液温显示清楚。
但只用于现场目测油位高低，不能提供开关量的报警信号和模拟量的油位信号。
浮子式磁翻板液位计：
它不但能直观地反映压力罐内油位的高低，还可以根据用户的配置要求，发出反映液位变化的电流4~20或电压0~10V连续模拟量信号及各设定液位的开关量报警信号，并可在线对报警值进行调整。
3.5.4油混水信号装置
油混水信号装置是检测油压装置回油箱内油中水含量的仪器。
当油的含水量超过报警设定值时，会报警提示检查及处理。
确保系统内油质的质量，保证机组的安全运行。
该装置由电容式传感器组成。
传感器置入被测介质油中，由于水的混入，介质油的某些介电值发生变化，使传感器内部电路产生某种反映了油中含水率变化的信号。
该信号经处理后，输出报警信号。
该装置分顶装、侧装和底装三种安装方式。
3.5.5压力表、压力控制器、压力变送器
压力表、压力控制器、压力变送器都是反映油压装置压力油罐内压力参数的常用仪表。
压力表是专门反映压力罐内瞬间压力值，供运行人员现场目测的仪表，也可做为压力开关、压力变送器各压力参数整定的参照仪表。
压力控制器也叫压力开关,是提供压力参数开关电量信号的仪表,专门用作控制工作油泵和备用油泵的启动和停止、油压过高或过低发出报警信号、自动补齐装置补齐或放气的自动控制等。
压力控制器的种类很多，名称也不一样，比如压力继电器、电接点压力表等。
目前用得最多的还是电接点压力表，其优点是：
调整方便、目测直观、维护方便。
压力变送器也叫压力传感器，可连续提供压力模拟量参数的仪表，以适应自动控制和计算机监控的需要。
4、油压装置的安装与调试
油压装置的所有零部件在工地安装前必须仔细清洗，然后将所有管路用压缩空气吹净，再按图纸进行组装。
4.1回油箱的安装
1、将回油箱吊装到基坑内；
2、在回油箱六个支撑部分，选择三个支点，将调水平的螺母焊在支撑上，
并将螺栓旋入，与基础接触，每个螺栓下部垫一块小铁板；
3、利用调水平螺栓调整回油箱上平面的水平度（可用水平仪配合测量）；
4、油箱上平面水平度调整好后，将回油箱的六个支撑的下部全部用锲铁垫实；
5、用混凝土沙浆将回油箱固定。
4.2压力罐的安装
待回油箱浇筑的混凝土凝固后，即可按以下步骤安装压力罐：
1、将压力罐移至回油箱附近，将底部靠近回油箱的压力罐口。
除去外部的所有包装，并将起吊钢缆系在压力罐上部的吊耳上；
2、在正式起吊压力罐过程中，其上部不断的被拉起，而下部要逐渐地滑入回油箱上的压力罐安装孔内，直至压力罐被竖立，压力罐上的法兰与回油箱上的法兰完全接触为止；
3、将压力罐的管口方位按图调整好，压力罐上的法兰连接孔与回油箱上的法兰连接孔对齐；
4、将压力罐与回油箱连接用的螺钉上好，但别慌拧紧；
5、松开吊装压力管的绳索，再拧紧螺栓。
4.3电动机的安装
1、用起吊工具将电动机吊装在油泵的电机支架上，并将连接螺孔对齐；
2、将上下联轴器对好，联轴器内的弹性块要放好；
3、电机的电线盒的方位要靠近走线管，以便于以后接线；
4、电动机就位后，用手盘动联轴器，转动要均匀，无卡阻现象；
5、以上工序检查无误后，拧紧连接螺栓。
4.4压力罐上阀门及附件安装
4.4.1进油阀的安装
压力罐进油阀为80的角式截止阀，与压力罐的进油口用双头螺栓连接。
压力罐与阀门接触面要垫好橡胶石棉垫，以确保在油压装置工作时，密封面不漏油。
4.4.2放油阀的安装
压力罐放油阀为40的球阀，先将放油管一端与压力罐放油口配对法兰焊接好，另一端通过接头与放油球阀连接。
然后将焊好放油管的法兰与压力罐放油口连接，密封处要加橡胶石棉垫。
4.4.3主压力油阀门的安装
主压力油阀门为100的截止阀。
在未安装外接法兰的一侧与压力罐的主油口用双头螺栓连接，注意密封部位要加橡胶石棉垫。
4.4.4油位计阀门的安装
油位计阀门为2只41F6.420的球阀,分别用4只双头螺栓联接安装在压力油罐的油位计口,注意密封部位要加橡胶石棉垫。
4.4.5空气安全阀的安装
油压装置的空气安全阀安装在压力罐的顶部，其型号为：
A416.425
用4只双头螺栓联接安装在压力油罐顶部的安全阀口,注意在连接时密封部位要加橡胶石棉垫。
4.4.6空气逆止阀的安装
压力罐侧壁上还装有空气逆止阀，高压空气通过此阀向压力罐输送，当压力罐内压缩空气过多时，又可通过此阀排掉。
正面有手轮，背面与压力罐进气口用4只双头螺栓联接，注意在连接时密封部位要加橡胶石棉垫。
4.4.7表架的安装
压力罐有2个压力仪表表架的安装口，表架为组装式，与压力罐连接的法兰为活动法兰，便于在安装时将表架调平。
表架与压力罐用4只双头螺栓联接，注意在连接时密封部位要加橡胶石棉垫。
4.5回油箱上阀门及附件安装
4.5.1双滤油网的安装
打开回油箱上的人孔盖，将双滤油网插入人孔下面的滑道内即可。
将人孔盖盖好，但不用拧紧螺钉，因为以后许多试验要通过人孔来观察。
4.5.2其他附件的安装
回油箱上的滤油器、组合阀、主供油阀及调速器在油源厂已经组装完毕整体发货至现场。
冷却水外接接头为2个25的球阀、滤油车的进油口为32的球阀、出油口为25的球阀、回油箱的放油阀为40的球阀。
在安装时要在接头上缠绕生胶带加以密封。
导叶开启和关闭腔的阀门为100的截止阀、辅助压力油阀门为50的截止阀，与回油箱用双头螺栓联接，注意在连接时密封部位要加橡胶石棉垫。
4.5.3调速器控制柜的安装
用起吊工具将调速器控制柜吊装在油箱上的调速器底板上，并与底板上的螺栓孔对齐，然后用螺栓拧紧。
4.6自动化元件及仪表的安装
4.6.1压力罐磁翻板油位计的安装
压力罐磁翻板油位计上的二个活动法兰分别与压力罐上油位计口已上好的阀门用4只配套螺钉连接，密封部位要加橡胶石棉垫。
注意不要倒置安装，要以铭牌字体为准。
4.6.2回油箱磁翻板油位计的安装
回油箱磁翻板油位计可直接安装在回油箱油位计口的法兰上，然后用配套螺钉紧固在回油箱箱体上。
4.6.3自动补气装置的安装
自动补气装置的安装底板已预先焊接在压力罐上，可用配套的2只M12的螺钉直接固定在安装底板上。
排气口与空气逆止阀连接，进气口与电站的高压气管配焊。
4.6.4压力表、压力开关、压力变送器的安装
压力表、压力开关、压力变送器均安装在表架上，其接口一般为M20×1.5，将它们直接安装在表架的压力表接头上。
安装前要注意仪表接头下面的“O”型密封圈，一定不要漏掉（仪表本身带，安装时不要弄丢）。
拧紧以上表计时，不要直接旋转表体，否则表计会被拧坏。
正确方法是要用两个扳手，一个固定表计，另一个旋紧压力表接头的活动螺母。
4.7油管路的安装
因为回油箱上的滤油器、组合阀、主供油阀及调速器在油源厂已经组装完毕而且是整体发货至现场。
所以油管路的安装只需将回油箱和压力罐之间的连接好即可。
一条是压力罐的进油管路（80）,另一条是压力罐到调速器的压力油管路（100）。
在油管路连接前，均需放好密封件以防止漏油。
4.8油压装置安装的注意事项
1）设备安装的各相关零部件在安装前要进行清洗以确保清洁度；
2）设备安装时，各密封部位须加密封件的，必须加密封件；
3）螺栓紧固时，要保证各紧固件受力均匀，并且起到紧固作用，各应紧固部位都要紧固，不可有漏项；
4）要检查油泵吸油管一定要保证没有漏气的地方，一旦出现吸入空气现象，将很容易损坏油泵。
5、油压装置的运行与操作
5.1前期准备工作
1）根据安装手册的指导完成油压装置的正确安装；
2）逐件检查所有部件，确认无损坏或异常；
3）设置并校正五个压力开关和一个压力表。
5.2注意事项
反向旋转油泵，同时应打开泵体后的法兰向油泵内注满工作油，注意泵和吸油管的密封质量，不允许有任何吸气现象。
第一次启动（包括检修后的首次启动）油泵的工作。
1）确认油泵内腔已经灌满工作油。
2）从螺旋油泵至压力油罐的各手动阀门均需开启（手动回油阀除外）。
3）用点动方式启动油泵电动机，确认其旋转方向与箭头方向一致（从电动机侧看，油泵应向顺时针方向旋转）。
4）启动油泵电动机组
5）持续观察油罐内油位与压力，应无异常泄漏现象。
5.3压力油罐升压
手动启动油泵向罐内充油，液位升至正常油位（压力罐容积1/3或1/2处），手动开启自动补气装置手动截止阀，向罐内充入压缩空气。
压力每升高0.5时，关闭阀门，检查系统应无渗漏。
手动开启补气阀门充气至4.0后关闭阀门。
向罐内注油至上限，如果压力低于0.97倍的额定油压，则自动补气装置将自动向罐内补气直至压力升至额定油压，正常情况下在液位达到上限前，如果压力已升至额定油压时，油泵将自动停止。
系统升压应在幅值小于0.5下逐步分段上升。
并分别保持30分钟并认真检查各连接处的密封性，不得有渗漏现象发生。
若无异常即可投入运行。
6、油压装置的调整试验
6.1压力罐的耐压试验
1）向压力罐充油
2）当压力罐充满油后停泵，封闭排气孔，用试压泵升压。
3）当油压升到额定值后，检查有无漏油现象。
如无漏油，可继续升压到1.25倍额定油压值，保持30分钟，再检查有无漏油，同时观察压力表读数有无下降。
若无漏油和压力下降，可降至额定油压值，用500g手锤在焊缝两侧25范围内轻轻敲击，应无渗漏现象。
4）在试压过程中如发现管道或管道附件漏油，只能在无压条件下进行处理
6.2油泵试验
1）油泵运转试验：
在阀组调整前进行。
油泵先空载运行1小时，然后分别在25%、50%、75%额定油压下各运行10分钟，最后在额定油压下运行1小时，试验中，油泵应连续运转，工作应平稳正常。
通常用改变压力罐内的气压并同时调节排油阀或安全阀的方法来控制油泵的工作压力。
2）油泵输油量的测定：
在压力罐的油压接近额定值，油温在30℃~50℃的条件下，启动油泵向压力罐供油，测量油位上升100所需的时间，按下式计算，油泵输油量：
7.85D2/105t
式中：
Q—油泵的输油量（）
D—压力罐的内径（）
t—油位上升100mm所需的时间（S）
测定三次油泵输油量，取其平均值。
6.3组合阀的调整试验
1）减载阀的调整试验：
改变节流孔的大小，以调整减载时间。
要求当油泵达到额定转速时，减载阀排油孔刚好被封闭。
2）安全阀的调整试验：
调整安全阀，使得油压高于工作油压上限2%时，安全阀开始排油，油压高于工作油压上限16%以前，安全阀全部开启，压力罐中油压不再升高；油压低于工作油压以前，安全阀应完全关闭，此时安全阀的漏油量不得大于油泵输油量的1%。
在上述试验过程中，安全阀应无强烈的震动及噪声。
6.4油压装置的密封试验
压力罐的油压和油位均保持在正常工作范围内，关闭所有阀门8小时后，油压下降不得大于额定油压的4%。
若油压下降而油位不变，则说明是漏气所致。
当油压和油位均下降，可启动油泵将油位恢复到原值，若油压能恢复到原值，则说明是漏油所致；若油压仍低于原值，则说明在漏油的同时还有漏气现象。
6.5压力信号器和油位信号器的整定
以向压力罐充油和自压力罐排油的方式来改变油压和回油箱油位，进行压力信号器和油位信号器的整定。
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