沙灣水電站機(jī)組受油器甩油原因分析與對(duì)策

謝 琰 曾 宏 付 玉

（四川圣達(dá)水電開發(fā)有限公司，四川樂山614900）

0 引言

沙灣水電站位于四川省樂山市沙灣區(qū)葫蘆鎮(zhèn)，為大渡河干流下游梯級(jí)開發(fā)中的第一級(jí)，距上游已建的銅街子水電站11.5km。 電站采用一級(jí)混合式（河床式廠房加長尾水渠）開發(fā)。 電站以發(fā)電為主，兼顧灌溉，總裝機(jī)480MW(4×120MW)，屬國家大（二）型規(guī)模電站。

沙灣電站水輪發(fā)電機(jī)組為立軸半傘型結(jié)構(gòu)的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組,型號(hào)為ZZD345E－LH－850，額定出力123.1MW，額定轉(zhuǎn)速76.9r/min，固定導(dǎo)葉15 片，活動(dòng)導(dǎo)葉24 片，輪葉5 片。 沙灣水電站自2010 年機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電以來，四臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組受油器在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了不同程度的甩油現(xiàn)象，其中一號(hào)機(jī)組和四號(hào)機(jī)組受油器甩油嚴(yán)重，機(jī)組油壓裝置油泵啟動(dòng)頻繁，這給機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了隱患，對(duì)此進(jìn)行原因分析，提出防范處理措施，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 機(jī)組受油器甩油原因分析

1.1 受油器的基本結(jié)構(gòu)

沙灣水電站受油器主要在機(jī)組大軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)套筒，在轉(zhuǎn)動(dòng)套筒外設(shè)置有上、下兩個(gè)浮動(dòng)密封環(huán)，能夠靈活自動(dòng)調(diào)整中心，使密封間隙均勻。 同時(shí)在浮動(dòng)密封環(huán)上下端均設(shè)有O 型密封圈，防止受油器兩個(gè)操作油管之間相互竄油和經(jīng)上下壓環(huán)與轉(zhuǎn)動(dòng)套筒之間間隙漏油，基本結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 受油器甩油的現(xiàn)象

沙灣水電站一號(hào)和四號(hào)機(jī)組受油器在日常運(yùn)行中，機(jī)組受油器上端部出現(xiàn)嚴(yán)重甩油現(xiàn)象，下端部漏油量基本正常，上下浮動(dòng)密封環(huán)之間油孔出現(xiàn)油流噴射現(xiàn)象，機(jī)組壓油裝置油泵啟動(dòng)頻繁，機(jī)組耗油量增大，壓力油溫升高，加速油質(zhì)惡化，同時(shí)增加速螺桿泵各部件間的磨損，磨損產(chǎn)生的銅屑，使濾油器經(jīng)常堵塞，當(dāng)竄油量大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)輪葉操作困難等現(xiàn)象，大大降低了調(diào)速系統(tǒng)的靈敏性、穩(wěn)定性，影響機(jī)組安全運(yùn)行。

1.3 受油器甩油原因

受油器作為水輪機(jī)的重要部件，水輪機(jī)受油器的主要作用是將調(diào)速器壓力油自固定油管引入轉(zhuǎn)動(dòng)的操作油管，并通過操作油管將壓力油輸送至輪葉接力器，以實(shí)現(xiàn)輪葉開度的控制。 由于壓力油需從固定部分輸送至轉(zhuǎn)動(dòng)部分， 所以必然存在固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的密封，而這種密封往往很難保證100%可靠，所以，機(jī)組受油器必然存在一般的漏油現(xiàn)象。 但是沙灣水電站一號(hào)和四號(hào)機(jī)組甩油量較大，除了上述的原因具體分析如下：

（1）受油器上O 型密封圈老化、損壞

受油器O 型密封圈的作用是將受油器壓力油與外界隔絕，安裝位置如圖2 所示：

圖2 受油器O 密封圈老化損壞甩油示意圖

由圖2 可以看出，一旦O 型密封圈老化、損壞，或者與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間配合不佳，受油器轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分之間密封將會(huì)變差，壓力油將會(huì)沿著旋轉(zhuǎn)的大軸，通過受損的O 型密封圈排向外界，形成接力器甩油現(xiàn)象，壓力油甩油流向如圖中小箭頭所示。

（2）輪葉主配壓閥位置未能復(fù)中

由于受油器不斷向外甩油，如果主配壓閥一直處于中位，那么將不會(huì)有壓力油進(jìn)行補(bǔ)給， 這樣操作油管內(nèi)壓力油將會(huì)隨時(shí)間最終甩完，之后就不會(huì)有壓力油甩出，但是當(dāng)輪葉主配壓閥未能復(fù)中，這就導(dǎo)致操作油管持續(xù)壓力油補(bǔ)給，造成受油器持續(xù)的甩油現(xiàn)象。 根據(jù)沙灣水電站實(shí)際運(yùn)行觀察，以四號(hào)機(jī)為例，受油器右操作油管（接受油器內(nèi)操作油管）溫度較左操作油管（接受油器外操作油管）高，所以就可以確定受油器右操作油管一直有壓力油供給，這樣使左操作油管一直接通回油，從而導(dǎo)致受油器上部甩油量較大，具體如圖3 所示。

由圖3 可以看出，受油器上油腔接通壓力油，下油腔接通回油。由于O 型密封圈老化損壞， 壓力油向上經(jīng)過密封圈導(dǎo)致受油器持續(xù)甩油。 壓力油向下經(jīng)過O 型密封圈流至受油器外操作油管，最終回油流入回油箱。

2 受油器甩油的處理措施

圖3 輪葉主配壓閥未復(fù)中甩油示意圖

沙灣水電站受油器甩油問題造成機(jī)組壓力油泵頻繁啟動(dòng)，壓力油溫升高。不僅延長了壓力油泵的啟動(dòng)時(shí)間，加速泵體的磨損，造成了壓力油油質(zhì)變差，嚴(yán)重帥有時(shí)，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。 所以，針對(duì)此問題提出了以下幾方面的對(duì)策：

2.1 機(jī)組檢修時(shí)，更換密封圈，調(diào)整輪葉主閥復(fù)中

O 型密封圈作為一種橡膠部件，是一種損耗品，在每次機(jī)組檢修過程中，應(yīng)選擇合適的O 型密封圈進(jìn)行更換，并對(duì)更換時(shí)間做好詳細(xì)記錄，以防止其過度使用損壞，預(yù)防事故于未然。仔細(xì)檢查浮動(dòng)密封環(huán)或轉(zhuǎn)動(dòng)套筒表面光潔度， 受油器浮動(dòng)上壓環(huán)與轉(zhuǎn)動(dòng)套筒之間間隙、偏差等，有毛刺或浮動(dòng)密封環(huán)間隙過小時(shí)，及時(shí)打磨調(diào)整處理。同時(shí)調(diào)整輪葉主配壓閥復(fù)中，防止輪葉主配壓閥未復(fù)中，不會(huì)切斷其壓力油供給，導(dǎo)致持續(xù)甩油。檢修時(shí)還應(yīng)全面、徹底地對(duì)回油箱、壓力油罐、輸油管道等設(shè)備進(jìn)行檢查清掃，并用面團(tuán)將沉積在底部的雜質(zhì)粘除干凈。

2.2 日常運(yùn)行中，優(yōu)化機(jī)組出力，加強(qiáng)維護(hù)力度

機(jī)組運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡量保證機(jī)組在最優(yōu)工況運(yùn)行，盡量避開在低水頭、高振動(dòng)區(qū)域運(yùn)行，若機(jī)組長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，運(yùn)行振動(dòng)、擺度大、運(yùn)行工況差，油質(zhì)差時(shí)，使浮動(dòng)密封環(huán)和O 型密封圈磨損增大，間隙變大，導(dǎo)致漏油量變大。 同時(shí)根據(jù)輪葉開關(guān)原理，及時(shí)調(diào)整，以沙灣水電站四號(hào)機(jī)為例，當(dāng)受油器上部甩油量較大時(shí)，可增減負(fù)荷后，保持最后單步增加一次負(fù)荷，這樣機(jī)組內(nèi)操作油管將會(huì)泄壓接通回油，外操作油管將會(huì)進(jìn)油接通壓力油。 由于此時(shí)上腔已經(jīng)泄壓，那么上腔向外的甩油量就會(huì)大大減少。

在日常運(yùn)行中還應(yīng)及時(shí)調(diào)整主配復(fù)中， 增加外部甩油處理措施，增加壓力油濾油頻率，加強(qiáng)對(duì)濾網(wǎng)前后壓差的監(jiān)測，并嚴(yán)格按照維護(hù)周期進(jìn)行濾網(wǎng)的清洗、更換，以防止透平油受到污染，保證油質(zhì)符合要求。

3 結(jié)語

機(jī)組受油器甩油是軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組常見的現(xiàn)象，通過分析找出機(jī)組受油器甩油的具體原因，在日常運(yùn)行中優(yōu)化機(jī)組出力，避免機(jī)組長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，運(yùn)行振動(dòng)、擺度大、工況差的區(qū)間運(yùn)行，避免受油器O 型密封圈及浮動(dòng)密封環(huán)的磨損。 加強(qiáng)機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)，采取及時(shí)調(diào)整主配復(fù)中，增加壓力油濾油頻率等措施，保持設(shè)備健康運(yùn)行。加強(qiáng)機(jī)組檢修管理，更換O 型密封圈，調(diào)整軸瓦間隙，更換機(jī)組用油。 通過采取對(duì)機(jī)組受油器甩油的防范處理措施后，沙灣水電站受油器嚴(yán)重甩油現(xiàn)象基本消除，有效的根除了由此影響機(jī)組安全運(yùn)行的隱患。