趙山渡水力發(fā)電廠2號機(jī)組調(diào)速器油發(fā)黑的分析及處理

陳剛(趙山渡水力發(fā)電廠，浙江溫州325000)

趙山渡水力發(fā)電廠2號機(jī)組調(diào)速器油發(fā)黑的分析及處理

陳剛
(趙山渡水力發(fā)電廠，浙江溫州325000)

1　概述

趙山渡水力發(fā)電廠是浙江省溫州市飛云江干游河段上1座控制性的電廠，共有2臺燈泡貫流式機(jī)組，每臺裝機(jī)容量10 MW;設(shè)有趙高3 820線和趙高3 525線兩回35 kV出線。

電廠2號機(jī)組自從2002年投入運(yùn)行以來，每次冬修總是發(fā)現(xiàn)調(diào)速器油比1號機(jī)組調(diào)速器油黑，經(jīng)過濾后，或者注入新油后，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行再進(jìn)行檢查，還是比1號機(jī)調(diào)速器油黑。

2　調(diào)速器油系統(tǒng)主設(shè)備及其功能

調(diào)速器油系統(tǒng)由調(diào)速器油箱、高壓油罐、受油器、輪葉接力器、導(dǎo)葉接力器、水輪機(jī)輪骰、輪骰油箱、漏油箱及管路組成。油從油箱經(jīng)油泵壓到高壓油罐，后經(jīng)調(diào)速器功能操作，油分別進(jìn)入導(dǎo)葉接力器或受油器至輪葉接力器，后回至調(diào)速器油箱;輪骰油箱的油經(jīng)受油器到機(jī)組轉(zhuǎn)輪輪骰，輪骰與受油器漏油及自動(dòng)化閥組漏油回到漏油箱，經(jīng)油泵抽到調(diào)速器油箱。

(1)調(diào)速器集油箱。容積約5.0 m3，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)涂防銹漆，主要用于貯存調(diào)速器油(46號汽輪機(jī)油)。

(2)高壓油罐。容積約2.0 m3，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)涂防銹漆，在正常情況下有2/3是氣體，1/3是油，氣體由高壓氣系統(tǒng)供給，油由集油箱經(jīng)油泵供給，工作壓力為5.0 MPa，主要給調(diào)速器提供工作壓力油。

(3)受油器。是1種給轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片接力器輸送壓力油的裝置，由靜止油管向轉(zhuǎn)動(dòng)油管輸送。

(4)輪葉接力器。是轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)輪骰重要組成部分，壓力油經(jīng)輪葉接力器腔體推動(dòng)活室定向移動(dòng)，從而帶動(dòng)輪葉轉(zhuǎn)動(dòng)。

(5)導(dǎo)葉接力器。同輪葉接力器功能相似，帶動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)。

(6)水輪機(jī)輪骰和輪骰高位油箱。輪骰高位油箱提供一定壓力的油通過輪骰阻止流道的水從輪葉間隙中滲入。

(7)漏油箱。收集從受油器與其他自動(dòng)元器件等設(shè)備的漏油，通過油泵送回調(diào)速器集油箱。

3　調(diào)速器油變黑原因分析

調(diào)速器油經(jīng)過環(huán)節(jié)多、管路長，油變黑原因很復(fù)雜，涉及油經(jīng)過的各個(gè)環(huán)節(jié)。綜合因素分2大類:一類是物理因素，另一類是化學(xué)因素。

物理因素主要是油中進(jìn)入固體顆粒和水分，如空氣塵埃，各環(huán)節(jié)如管路、閘體中的金屬顆粒及進(jìn)水，或者各部件密封件磨損。這類因素主要是因?yàn)閴毫τ凸拗袎毫諝鈳氲乃趾蛪m埃，輪葉接力器、導(dǎo)葉接力器和受油器缸體間摩擦而產(chǎn)生金屬粉末所導(dǎo)致。

化學(xué)因素主要是油分解或者氧化產(chǎn)生各種產(chǎn)物而使油變黑，產(chǎn)生環(huán)節(jié)主要是受油器、輪葉接力器、導(dǎo)葉接力器，這些部件因安裝不符合要求，產(chǎn)生硬性摩擦，使油溫度局部過高而分解變質(zhì)或氧化。

4　排查與分析

調(diào)速器油變黑排查涉及部件多，如各個(gè)環(huán)節(jié)一次性檢查，會(huì)嚴(yán)重影響電廠發(fā)電。因此采用分步排查方法，先簡單后復(fù)雜，從外部到內(nèi)部，一個(gè)一個(gè)環(huán)節(jié)穿插進(jìn)行。先進(jìn)行常規(guī)檢查，檢查管路、過濾器、油箱、密封件等，取油化驗(yàn)，再進(jìn)入各個(gè)部件查找原因。

4.1油樣分析

按照要求取調(diào)速器油送檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目有運(yùn)動(dòng)粘度、總酸度、水分、抗乳化性、色相ASTM、機(jī)械雜質(zhì)等，其中水分含量0.09%、機(jī)械雜質(zhì)為0.06%、色相ASTM為4.3，這幾項(xiàng)指標(biāo)接近限值，其中水分含量超標(biāo)，說明有水分和其他雜質(zhì)在油中。

4.2常規(guī)處理

把調(diào)速器油系統(tǒng)中的油全部排至油處理室進(jìn)行過濾處理;清洗高壓油罐、集油箱、輪骰油箱;檢查管路閥門密封件;主閥解件檢查，過濾器濾芯清洗。全部處理完后，注入新油，運(yùn)行一段時(shí)間后，油仍變黑。

4.3高壓氣系統(tǒng)改造

原高壓氣系統(tǒng)存在許多問題，直接影響供氣質(zhì)量。氣罐是普通鐵板制作的，容易生銹;氣體過濾器是常規(guī)的，過濾不干凈。同時(shí)，氣罐排水系統(tǒng)是手動(dòng)的，排水管徑小，排水不及時(shí)，氣罐充滿水，給油罐供氣中含有大量水分與小固體顆粒，嚴(yán)重污染調(diào)速器油。2010年對高壓氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，罐體采用不銹鋼制作，改善罐體排水設(shè)施，增加1個(gè)帶過濾功能的罐體。過濾罐體大小與原罐體一致，該缸體分3層，底層進(jìn)入壓縮氣體，中間層貯放活性碳，上層通過檢修閥門與另一罐體相連，活性碳隨時(shí)可以更換，不影響供氣。通過改造，既不影響供氣數(shù)量，又大大提高供氣質(zhì)量。改造后再次進(jìn)行油樣檢查，油樣中水分指標(biāo)明顯下降，達(dá)到0.05%，色相ASTM有所改善，但油仍然變黑。

4.4受油器檢查

受油器檢查主要是檢查通路之間是否順暢，轉(zhuǎn)動(dòng)油管與固定支座軸承同心度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)檢查密封件。各部件運(yùn)行情況正常，一切符合要求，不會(huì)對油質(zhì)產(chǎn)生影響。

4.5導(dǎo)葉接力器解體檢查

導(dǎo)葉接力器解體后各部件密封正常，活塞與缸體表面沒有異樣，基本與原來一樣，沒有刮傷痕跡，基本排除導(dǎo)葉接力器引起油變質(zhì)。

4.6輪葉接力器解體檢查

輪葉接力器安裝在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部，工作環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，從外部基本是不能判斷其實(shí)際情況，只有解體整個(gè)轉(zhuǎn)輪，才能了解接力器實(shí)際情況。轉(zhuǎn)輪吊到裝配車間，解體后發(fā)現(xiàn)輪葉接受力器缸體磨損嚴(yán)重，不是一個(gè)位置一個(gè)方向有刮痕，而是一大片，深度深淺不一。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，接力器活塞徑向定位鍵脫落，活塞與缸體上下腔密封功能的密封圈完全老化，失去密封效果。

5　綜合分析

輪葉接力器活塞徑向定位鍵缺失，在壓力油的作用上，活塞不僅做軸向位移，同時(shí)圍繞活塞軸做無規(guī)律圓周運(yùn)行，密封條在圓周運(yùn)動(dòng)中加快摩損;或者安裝過程中，密封圈沒安裝好，發(fā)生斷裂，失去上下腔分隔作用。接力器上下腔存在串油，壓力腔的壓力油通過間隙向無壓腔噴射。由于壓力油壓力大，壓力油經(jīng)過間隙卸壓，產(chǎn)生局部高溫，引起油分解變質(zhì)。同時(shí)，接力器缸體發(fā)生粘性摩擦，摩擦接觸面局部發(fā)生金屬粘著，在隨后相對滑動(dòng)中粘著處被破壞，有金屬顆粒從缸體表面被拉拽下來或表面被擦傷產(chǎn)生金屬雜質(zhì)，并放出熱量，使油變質(zhì)加速。經(jīng)過長期的運(yùn)行，調(diào)速器油變得發(fā)黑;再加上壓縮空氣中含有大量水分與雜質(zhì)，帶入調(diào)速器油系統(tǒng)中，使油變得更黑。

6　處理

(1)填焊。對缸體劃痕深處，磨損嚴(yán)重處采用同材料高精度填焊修補(bǔ)。

(2)表面處理。除去缸體金屬磨損表面松動(dòng)物質(zhì)，采用噴砂、電砂輪、鋼絲刷或粗砂紙等方式打磨，提高金屬修復(fù)表面的粗糙度，然后使用清洗劑

擦拭。

(3)采用缸體修補(bǔ)劑修復(fù)。缸體修補(bǔ)劑是由A、B雙組分組成，使用時(shí)嚴(yán)格按規(guī)定的配合比將主劑A和固化劑B充分混合至顏色均勻一致，將混合好缸體修補(bǔ)劑涂抹在經(jīng)處理過的缸體修補(bǔ)金屬磨損表面，涂抹時(shí)應(yīng)用力均勻，反復(fù)按壓，保證材料與缸體修補(bǔ)金屬磨損表面充分接觸，以達(dá)到最佳缸體金屬修復(fù)效果;需多層涂膠時(shí)，應(yīng)對原涂膠表面進(jìn)行處理后再涂抹。

(4)表面精修。對缸體修補(bǔ)金屬磨損表面用專業(yè)工具進(jìn)行加工修整。

(5)裝配。輪葉接力器油缸修后，安裝活塞徑向固定鍵，更活塞密封件，組裝轉(zhuǎn)輪。

(6)試驗(yàn)。整個(gè)轉(zhuǎn)輪裝配后，對接力器兩腔進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，接力器行程、保壓時(shí)間、泄油量等參數(shù)符合廠家要求。

輪葉接力器缸體處理后，機(jī)組經(jīng)過半年運(yùn)行，調(diào)速器油基本沒什么變化，油樣化驗(yàn)結(jié)果也符合要求。

責(zé)任編輯吳昊

作者簡介:陳剛(1974－)，男，助理工程師，主要從事水力發(fā)電廠維護(hù)工作。E_ mail: zsdfxp@ qq.com

收稿日期:2015－11－09