3號(hào)機(jī)組調(diào)速器壓力油罐缺陷分析及處理

李永杰，昌杰朋

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

1 前言

張河灣公司每臺(tái)機(jī)組調(diào)速器/球閥油壓系統(tǒng)共同由1個(gè)集油箱、1個(gè)調(diào)速器壓力油罐、1個(gè)球閥壓力油罐、3臺(tái)壓油泵、電磁閥及管路閥門等組成，正常運(yùn)行壓力6.1～6.4 MPa。調(diào)速器壓力油罐主要用戶為導(dǎo)葉接力器及導(dǎo)葉液壓鎖定、蝸殼均壓液壓閥、調(diào)相回水液壓閥、調(diào)相壓水供氣閥、球閥旁通閥等液壓設(shè)備。

2 故障情況概述

2020年07月19日，1～4號(hào)機(jī)組抽水運(yùn)行，值守人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)3號(hào)機(jī)調(diào)速器壓力油罐液位和壓力異常波動(dòng)，調(diào)速器壓力油罐液位與壓力頻繁波動(dòng)，約2 min打壓一次，匯報(bào)運(yùn)維負(fù)責(zé)人，運(yùn)維負(fù)責(zé)人接通知后安排班組對(duì)此缺陷進(jìn)行處理。

圖1可以看出調(diào)速器油罐壓力及液位存在明顯波動(dòng)，現(xiàn)地檢查油泵頻繁打壓。

3 故障原因分析

確認(rèn)調(diào)速器壓力油罐液位和壓力異常波動(dòng)后，機(jī)電二班組織人力物力等積極分析缺陷來源及處理措施。經(jīng)現(xiàn)場具體分析，來源可能有以下原因：

（1）液壓回路存在明顯滲漏，導(dǎo)致壓力及液位異常波動(dòng)。

圖1 調(diào)速器油罐壓力及液位曲線

（2）導(dǎo)葉在運(yùn)行過程中存在頻繁波動(dòng)，導(dǎo)致用油量加大。

（3）電液轉(zhuǎn)換器環(huán)噴裝置故障，滲漏量加大，導(dǎo)致油位波動(dòng)。

（4）液壓油用戶回路存在滲漏或者內(nèi)部串油，導(dǎo)致油位波動(dòng)頻繁。

現(xiàn)對(duì)以上原因進(jìn)行分析：

（1）接到缺陷通知后，班組馬上安排人員對(duì)油壓裝置及其用戶進(jìn)行巡視，集油箱油位正常、導(dǎo)葉接力器及油壓裝置相關(guān)用戶外部巡檢均正常，不存在外部滲漏點(diǎn)。

（2）查詢導(dǎo)葉運(yùn)行過程中曲線，并與其歷史紀(jì)錄相對(duì)比，導(dǎo)葉曲線無異常，不足以導(dǎo)致油位及油壓異常波動(dòng)，排除此原因。

（3）班組人員拆開3號(hào)機(jī)集油箱觀察口，對(duì)集油箱內(nèi)部進(jìn)行檢查，電業(yè)轉(zhuǎn)換器環(huán)噴口漏油量未明顯增大，對(duì)比其余3臺(tái)機(jī)組電液轉(zhuǎn)換器漏油量，3號(hào)機(jī)組漏油量屬正常水平，排除此原因。

（4）對(duì)其用戶進(jìn)行具體分析，若用戶內(nèi)部存在串油，用戶相關(guān)油管路必定存在油流，對(duì)其用戶管路進(jìn)行仔細(xì)巡視檢查，用手觸摸相關(guān)管路，未發(fā)現(xiàn)管路有明顯油流，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉液壓鎖定兩根管路溫度較其余管路溫度略高，隨即準(zhǔn)備測溫槍對(duì)其進(jìn)行溫度檢測，液壓鎖定管路及相關(guān)用戶油溫檢測如表1：

表1 相關(guān)溫度測量情況

圖2 集油箱管路布置情況

班組人員隨即對(duì)接力器液壓鎖定回路進(jìn)行檢查，1號(hào)接力器上有2個(gè)液壓鎖定分別安裝于接力器兩側(cè)，對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，無異常，因油溫偏高，對(duì)其用紅外成像儀進(jìn)行檢查，右側(cè)液壓鎖定區(qū)域溫度較左側(cè)液壓鎖定溫度明顯偏高，高約10 ℃左右，其成像結(jié)果如圖3、圖4所示。

紅外成像顯示二號(hào)液壓鎖定區(qū)域有明顯發(fā)熱，具體原因不明，班組繼續(xù)對(duì)其油流進(jìn)行檢查，采用聽診法，用聽診器對(duì)其進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)液壓鎖定管路確實(shí)存在油流。

再對(duì)其圖紙進(jìn)行分析（見圖6），液壓鎖定在投入腔與退出腔之間僅一道密封，在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，液壓鎖定在退出狀態(tài)，此時(shí)其退出腔（圖中矩形區(qū)域）壓力較高約6.2～6.4 MPa，投入腔（橢圓形區(qū)域）壓力為零，若存在串油，會(huì)產(chǎn)生高速射流，在經(jīng)過狹窄空間后會(huì)產(chǎn)生熱量，同圖4中紅外成像結(jié)果中投入腔側(cè)溫度偏高結(jié)果相一致。確定故障點(diǎn)：2號(hào)液壓鎖定存在內(nèi)部串油現(xiàn)象，液壓鎖定退出腔在運(yùn)行時(shí)存在高速射流至退出腔導(dǎo)致發(fā)熱。

在3號(hào)機(jī)組停機(jī)后，啟動(dòng)OPU系統(tǒng)，進(jìn)一步對(duì)液壓鎖定進(jìn)行投退試驗(yàn)，并監(jiān)測調(diào)速器油罐壓力及液位，液壓鎖定投退正常，且壓力異常波動(dòng)消失，聯(lián)系以前機(jī)組壓力及油位異常波動(dòng)出現(xiàn)頻次，液壓鎖定內(nèi)部串油應(yīng)為偶發(fā)現(xiàn)象。

圖3 左側(cè)一號(hào)鎖定紅外及實(shí)物對(duì)比圖

圖4 右側(cè)二號(hào)鎖定紅外及實(shí)物對(duì)比圖

圖5 對(duì)液壓鎖定管路進(jìn)行聽診

圖6 液壓鎖定圖設(shè)計(jì)

4 故障處理及原因分析

確認(rèn)故障點(diǎn)后，張河灣公司利用機(jī)組運(yùn)行低谷時(shí)段對(duì)3號(hào)機(jī)故障液壓鎖定進(jìn)行拆解，檢查液壓鎖定腔體及缸體本體無異常，對(duì)其活塞隔斷密封進(jìn)行仔細(xì)檢查，活塞隔斷密封為組合式密封，內(nèi)部為橡膠材質(zhì)O型圈，外部為耐磨尼龍材質(zhì)矩形圈，檢查外觀并無損傷。將拆下舊密封與新密封進(jìn)行對(duì)比分析，因密封批次不同，其內(nèi)部O型圈和新密封大小一致，柔韌性良好；發(fā)現(xiàn)原外部矩形圈較新密封偏大，導(dǎo)致鎖定投退時(shí)矩形圈受力大，在長期運(yùn)行后材料強(qiáng)度降低，在鎖定退出時(shí)矩形圈發(fā)生局部彈性變形，造成液壓鎖定缸體內(nèi)漏，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)速器油罐油壓、油位快速下降。

圖7 液壓鎖定中間腔體密封

圖8 處理后調(diào)速器油罐壓力及液位曲線

圖9 處理后右側(cè)液壓鎖定紅外圖

更換新的液壓鎖定活塞隔斷密封，對(duì)液壓鎖定進(jìn)行投退試驗(yàn)，液壓鎖定動(dòng)作正常，調(diào)速器油罐油壓油位變化正常，液壓鎖定油管路無油流聲音。在3號(hào)機(jī)后來的運(yùn)行中，調(diào)速器油罐油壓及液位變化正常，油泵未頻繁啟停，對(duì)液壓鎖定進(jìn)行紅外測溫，其溫度為22.6 ℃，溫度正常，聽診檢測液壓鎖定投退管路未有油流聲音，確認(rèn)此缺陷消除。

5 防范措施

通過此次3號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉液壓鎖定缸體內(nèi)漏導(dǎo)致的調(diào)速器油罐油壓、油位快速下降缺陷的分析和處理，總結(jié)出以下教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)：

（1）方形密封偏大問題在機(jī)組長時(shí)間運(yùn)行后暴露出來。本次缺陷凸顯了檢修設(shè)備關(guān)鍵工序點(diǎn)質(zhì)量見證的重要性，一些隱蔽工程質(zhì)量把關(guān)若不到位，問題在短時(shí)間內(nèi)難以顯現(xiàn)，出廠性能試驗(yàn)很難驗(yàn)證出來，為設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患。

（2）油壓系統(tǒng)滲漏缺陷，尤其是內(nèi)漏缺陷，故障點(diǎn)定位較困難，由于高壓油內(nèi)漏往往伴隨發(fā)熱增大，可使用紅外測溫儀輔助進(jìn)行故障定位，使用聽診器確認(rèn)油流是否存在。本次缺陷的處理即是紅外測溫儀及聽診器的一次新應(yīng)用，值得借鑒。

（3）研究購置精度高、抗干擾能力強(qiáng)的可移動(dòng)式測流裝置，定期對(duì)油壓系統(tǒng)管路進(jìn)行流量測量，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)分析檢查處理。

6 結(jié)論

本案例是一起非典型的油壓系統(tǒng)內(nèi)漏造成油罐壓力和液位異常下降的故障，通過在線對(duì)比分析及排查，并使用紅外測溫儀和聽診器輔助進(jìn)行故障定位，最終確定故障根源，圓滿消除了缺陷。本次缺陷的處理是紅外測溫儀及聽診器的一次新的應(yīng)用，值得借鑒和學(xué)習(xí)。