水電站接力器控制環(huán)跳動(dòng)原因分析和處理

葉偉東

(國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江 麗水 323000)

水電站接力器控制環(huán)跳動(dòng)原因分析和處理

葉偉東

(國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江 麗水 323000)

某水電站1號(hào)機(jī)在一次修前試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)接力器控制環(huán)有跳動(dòng)現(xiàn)象，在接力器加工、檢修安裝等過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致控制環(huán)在運(yùn)行中跳動(dòng)。從修整接力器的局部尺寸、糾正安裝錯(cuò)誤等方面進(jìn)行了分析和改進(jìn)，從根本上解決了接力器控制環(huán)跳動(dòng)問(wèn)題，給設(shè)備消缺積累了經(jīng)驗(yàn)，為電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

水電站；接力器；控制環(huán)；跳動(dòng)；緩沖油口

0 引言

某水電站位于浙江省云和縣境內(nèi)的甌江上游龍泉溪上，安裝有6臺(tái)單機(jī)容量50?MW的水輪發(fā)電機(jī)組，擔(dān)負(fù)著浙江和華東電網(wǎng)的調(diào)峰和事故備用任務(wù)。接力器是調(diào)速器的操作機(jī)構(gòu)，是水輪機(jī)調(diào)節(jié)的重要部件，接力器的開、關(guān)推動(dòng)控制環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)導(dǎo)水葉的開、關(guān)，調(diào)節(jié)著機(jī)組的運(yùn)行。接力器檢修質(zhì)量的好壞直接影響機(jī)組運(yùn)行的質(zhì)量。

1 事件詳情

該水電站1號(hào)機(jī)在1次A級(jí)檢修(擴(kuò)大性大修)的修前試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，接力器在全開、全關(guān)2個(gè)位置時(shí)控制環(huán)有跳動(dòng)現(xiàn)象，并伴有“咯吱咯吱”的異響。實(shí)測(cè)開機(jī)時(shí)間為12.5?s，設(shè)計(jì)值為10—12?s，關(guān)機(jī)時(shí)間為 7.5?s，設(shè)計(jì)值為 6—7?s。鎖錠側(cè)接力器 (以下簡(jiǎn)稱“1號(hào)接力器”)全行程為339?mm，不帶鎖錠側(cè)接力器(以下簡(jiǎn)稱“2號(hào)接力器”)全行程為341?mm，設(shè)計(jì)值為 336—340?mm。

2 原因分析

控制環(huán)的跳動(dòng)一般是由接力器引起的。2號(hào)接力器結(jié)構(gòu)如圖1所示。經(jīng)初步檢查，發(fā)現(xiàn)2號(hào)接力器活塞偏轉(zhuǎn)超過(guò)20°；拆吊控制環(huán)，檢查控制環(huán)抗磨板，未發(fā)現(xiàn)異常，因此認(rèn)為控制環(huán)跳動(dòng)不是控制環(huán)本身的問(wèn)題，而是接力器引起的。解體這2只接力器，并進(jìn)一步檢查分析，得出事故原因如下。

(1)?2號(hào)接力器活塞偏轉(zhuǎn)。2號(hào)接力器活塞偏轉(zhuǎn)超20°，造成緩沖油口偏離接力器進(jìn)排油口，從而導(dǎo)致2號(hào)接力器進(jìn)排油不暢，動(dòng)作遲緩于1號(hào)接力器，造成控制環(huán)跳動(dòng)。

(2)?2只接力器前后腔緩沖油口深度尺寸不同。2只接力器的前后腔緩沖油口深度尺寸不同，導(dǎo)致2只接力器的活塞與缸體前后腔的窗口搭疊量不同。在全開或全關(guān)位置時(shí)會(huì)造成因進(jìn)排油速度不一致，而使2只接力器動(dòng)作速度不相同，造成控制環(huán)跳動(dòng)。這是控制環(huán)跳動(dòng)的主要原因。

(3)?2只接力器全行程不一致。全行程不一致會(huì)造成全行程小的一只接力器已在全開(或全關(guān))位置停止動(dòng)作時(shí)，全行程大的接力器仍在動(dòng)作，導(dǎo)致出現(xiàn)拖動(dòng)現(xiàn)象，使控制環(huán)發(fā)出響聲。

(4)?2只接力器側(cè)推拉桿銅套裝反。接力器側(cè)推拉桿銅套裝反，會(huì)造成接力器側(cè)推拉桿與控制環(huán)側(cè)推拉桿的水平不一致，控制環(huán)在接力器動(dòng)作過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力，發(fā)出異響。

圖1 2號(hào)接力器結(jié)構(gòu)

3 事件處理

針對(duì)上述導(dǎo)致控制環(huán)跳動(dòng)的4種原因進(jìn)行以下處理。

(1)?對(duì)2號(hào)接力器活塞偏轉(zhuǎn)進(jìn)行處理。在進(jìn)行接力器活塞套缸時(shí)，使前后腔緩沖油口分別對(duì)準(zhǔn)進(jìn)排油腔油口，避免接力器在全開或全關(guān)位置時(shí)，因緩沖油口被封死，2只接力器動(dòng)作不同步而造成控制環(huán)跳動(dòng)。

安裝好接力器后，對(duì)2只接力器分別進(jìn)行3.15?MPa、歷時(shí)30?min的耐壓試驗(yàn)，壓力下降應(yīng)不大于0.1?MPa，以此檢驗(yàn)接力器的強(qiáng)度，保證其安全性。耐壓正常后還進(jìn)行了額定壓力2.5?MPa、歷時(shí)8?h的滲漏試驗(yàn)，以檢驗(yàn)接力器密封件是否滲漏。經(jīng)以上試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常和滲漏。

根據(jù)檢修工期安排，開始吊裝2只接力器，根據(jù)修前銅墊所放數(shù)量及位置，對(duì)好銷釘孔裝入銷釘，打緊組合縫螺絲。復(fù)測(cè)接力器水平合格，然后吊裝控制環(huán)，捆綁好導(dǎo)水葉，聯(lián)接接力器和控制環(huán)推拉桿雙向螺母。

2只接力器推拉桿雙向螺母聯(lián)接好后，背緊背帽。為防止雙向螺母松動(dòng)而造成活塞偏轉(zhuǎn)，將接力器側(cè)推拉桿、2只背帽、雙向螺母及控制環(huán)側(cè)推拉桿用電焊焊住，消除松動(dòng)。

(2)?對(duì)2只接力器前后腔緩沖油口深度尺寸進(jìn)行處理。清洗接力器各部件，并進(jìn)行測(cè)量，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。測(cè)量2只接力器各部件數(shù)據(jù)如表1所示。計(jì)算公式：f1=h1+m1-w1；f2=h2+m2-w2。1號(hào)接力器的前腔與2號(hào)接力器的后腔對(duì)應(yīng)，在運(yùn)行時(shí)都是關(guān)閉腔；而1號(hào)接力器的后腔與2號(hào)接力器前腔對(duì)應(yīng)，在運(yùn)行時(shí)都是開啟腔。

從表1計(jì)算數(shù)據(jù)可知，2號(hào)接力器的前腔緩沖油口相對(duì)值f1比1號(hào)接力器的后腔緩沖油口相對(duì)值f2小6.98?mm，這是造成2只接力器動(dòng)作速度不一致的主要原因，且剛好是在全開位置時(shí)不同步。同理，2號(hào)接力器的后腔緩沖油口相對(duì)值f2比1號(hào)接力器的前腔緩沖油口相對(duì)值f1要小2.74?mm，這也是造成2只接力器在全關(guān)位置動(dòng)作速度不一致的主要原因。

由于2號(hào)接力器前后腔緩沖油口深度比1號(hào)接力器對(duì)應(yīng)緩沖油口深度要小，可以通過(guò)加大2號(hào)接力器緩沖油口深度來(lái)解決這一問(wèn)題。用圓銼把2號(hào)接力器前后腔緩沖油口深度分別修至51.60?mm和52.00?mm。即修后f1為 2.90?mm，f2為 3.34?mm，相當(dāng)于加深了2?mm。這樣，2只接力器的活塞與缸體前后腔的窗口搭疊量就基本相同，使其進(jìn)排油速度相同，消除了2只接力器動(dòng)作速度不一致導(dǎo)致控制環(huán)跳動(dòng)的現(xiàn)象。修后2號(hào)接力器進(jìn)排油口尺寸示意如圖2所示。

表1 2只接力器各部件尺寸表 mm

(3)?對(duì)2只接力器全行程不一致進(jìn)行處理。計(jì)算公式：S=H-h1-h2-L。經(jīng)計(jì)算得出1號(hào)接力器理論全行程為339.40?mm，2號(hào)接力器理論全行程為341.54?mm，2只接力器理論全行程存在的設(shè)計(jì)差值為2.14?mm。理論全行程是指由接力器各部件的尺寸計(jì)算所得的全行程，它將直接影響到實(shí)際全行程。由于改變?nèi)谐讨敌韪淖兏左w或端蓋尺寸，這將影響到接力器的強(qiáng)度，且加工較困難。經(jīng)分析，全行程差值對(duì)接力器平穩(wěn)工作的影響不大，本次大修先不予處理。

(4)?對(duì)2只接力器側(cè)推拉桿銅套裝反進(jìn)行處理。解體2只接力器，發(fā)現(xiàn)2只接力器的銅套抗磨面均在上端，而正確的安裝方式應(yīng)該是銅套抗磨面在下端，以起到承重抗磨作用。

解決方法：重新加工1號(hào)接力器推拉桿指針螺孔；將2只接力器銅套抗磨面放在刨床上刨去2?mm，再重新安裝，使其與控制環(huán)側(cè)推拉桿聯(lián)接時(shí)保持原有的水平。

4 結(jié)論

圖2 修后2號(hào)接力器進(jìn)排油口尺寸示意

通過(guò)對(duì)2只接力器的檢修及正確組裝后，在靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，2只接力器工作正常，控制環(huán)動(dòng)作平穩(wěn)，聲音正常，開機(jī)時(shí)間為12?s，關(guān)機(jī)時(shí)間為7?s，符合設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)以上分析處理，證明了接力器的檢修質(zhì)量直接影響著控制環(huán)的動(dòng)作情況。本次對(duì)控制環(huán)跳動(dòng)故障的分析處理方法為今后編制接力器檢修標(biāo)準(zhǔn)提供了重要依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，也為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支持。

2017-07-28。

葉偉東(1975—)，男，工程師，主要從事水電站動(dòng)力設(shè)備檢修工作，email：yewd1975@163.com。