大发电站大型冲击式机组喷针 结构介绍与非正常漏油检测分析

杨洲

摘要：文章结合大发电站冲击式水轮机组喷针结构的介绍，对喷针机构非正常漏油采用针对性方案分析其可能产生漏油位置与原因，从而达到预定的处理效果，保证机组安全稳定的运行。

关键词：大发电站；冲击式机组；喷针机构；非正常漏油；分析处理

中图分类号：TK730文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）17-0116-02

1概述

田湾河是大渡河右岸一级支流，发源于贡嘎山西侧，流经甘孜州康定县和雅安市石棉县，从巴王海至田湾河河口全长48 km，天然落差2 120 m。河道平均比降44.2‰。根据田湾河水开发规划，大发电站为梯级规划的第三级电站，该电站为引水式电站，引水隧洞长约9.4 km，地下厂房装有2台六喷六折冲击式立式机组,单机容量均为120 MW，额定水头482 m，额定转速300 rpm。电站无防洪、航运、供水等综合利用要求。

2喷针系统结构介绍

大发电站喷针系统是由VA TECH HYDRO（维奥）公司设计制造（结构如图1所示），喷嘴直径为319 mm，喷射直径252.1 mm，接力器活塞直径300 mm。喷管采用直流内控式，控制机构设在喷管内，各喷嘴以相同的开口和其他喷嘴并列同步投入运行，也可单独投入运行。喷针接力器内设有24片平衡叠簧，在调速器失压的情况下，喷针在水力作用下具有全开至全关的自关闭趋势。

每个喷针都设有一个折向器，活塞直径为200 mm。折向器的切水刀板采用不锈钢铸造。折向器靠油压投入，缸体内的48片叠簧退出。各喷嘴和各折向器之间没有协联关系，每一个折向器都具有一个独立的接力器操作，全部采用油压直接控制，喷针、折向器正常工作油压均为6.3 MPa，折向器在正常工作时不和射流直接接触，喷针退出运行或机组甩负荷时折向器迅速偏转全部水流。每个喷管内装有反应喷针行程的反馈链条，链条由喷针本体穿出至水车室内和转换行程的变送器组成整个反馈机构，将信号传递给计算机监控系统，其满足量程为4~20 mA，并设有全开全关行程开关，喷针最大行程为255 mm。每个折向器设有位置变送器。折向器行程为95 mm。喷针开启时间为95~105 s，喷针关闭时间为28~32 s，折向器开启时间为3.8~4.2 s，折向器关闭时间为3.8~4.2 s。喷针头及口环表面采用SXH70材料进行抗磨喷涂，喷针、折向器总成主要部件制造材料见表1。

3喷针机构非正常漏油检测分析

在喷针机构进行相关检修时，需要对喷针机构的渗漏情况进行检测，根据检测的情况进行相关处理。正常情况下，允许喷针机构在一周内有大约0.1~0.2 L的微量渗漏，超过规定值应进行处理。在检测之前，应做好相关的安全措施，确保控制系统能避免机组任何错误的动作，排空配水环管的积水，切断调速器油压至喷针系统的油压，排空并拆除喷针、折向器控制管路。吊下喷针至稳水栅上。为了确定喷针机构是否有非正常漏油，需要采用对喷针关闭、开启腔进行打压试验来判断。

3.1打压检测喷针关闭腔的渗漏情况

如图2所示，拆除喷针导流壳2417，和盖子2416，将各个面清扫干净。拆除喷针开启腔排油孔排空余油，在喷针关闭腔内注满透平油，并连接一个压力油泵到喷针的关闭腔，将压力升至工作压力6.3 MPa，保持油压2~3 h，密切监视油泵压力表的压降，若是泄压很快，则可以通过以下几个位置来判断排除：

A点：A点位置是喷针缸体外壁侧链条通行孔。压力油从关闭腔油管进入，通过喷针缸体外壁侧环形油道的进油孔进入缸体内部，所以有两道密封圈将压力油与缸体法兰面隔开。若密封圈有损伤，那么压力油就会通过密封圈顺着缸体外壁侧流出，从而压力表产生明显压降，A点产生漏油。

B点：B点位置为喷针关闭腔后端盖外壁链条通行孔。喷针关闭腔后端盖前端有一道密封圈与关闭腔压力油隔断，如果密封圈有损伤，那么压力油就会通过密封圈从B点流出，从而压力表产生明显压降。

C点：C点位置为喷针反馈链条导管，导管穿过喷针活塞铜套，铜套内圈有两道密封圈和一道导向带，外圈有一道密封圈。无论内圈或外圈密封圈损坏，压力油就会通过铜套流进导管至C点溢出，从而压力表会产生明显压降。

D点：D点位置是喷针反馈链条导管与喷针关闭腔的密封位置，若该处密封圈损坏，压力有则直接从D点流出，压力表产生明显压降。

E点：E点位置是喷针关闭腔的排油孔。由于开启腔透平油已排空，若E点有油溢出，且压力表有明显压降，则说明活塞密封圈损坏，两腔产生窜油。

3.2打壓检测喷针开启腔渗漏情况

如图2所示，喷针开启腔的打压检测主要是对轴套内的密封圈进行检测，因为喷针开启腔就是靠轴套内的密封圈与外界隔离。

将喷针开启腔排油孔进行封堵，并注满透平油。打开喷针关闭腔排油孔排空余油。连接一个压力油泵到喷针的开启腔，将压力升至工作压力6.3 MPa，打开喷针渗漏油孔，保持油压2~3 h，密切监视油泵压力表的压降与渗漏油孔的渗漏状态。若渗漏油孔有渗油且压力表压降超标，证明轴套内的密封圈损坏需要更换。

通常情况下，允许油泵压力表在2~3 h内的压降在0.1~0.2 MPa以内且各个点位无明显漏油。若超出允许值，说明喷针产生了非正常漏油，需要进行逐一排查，并对相关联的密封圈进行处理更换。处理完毕后，还需要再一次对喷针开启或关闭腔打压来验证处理结果。保证喷针系统在正常的渗漏范围内，从而有效的提高机组的稳定性。

4结语

经过机组大修时对大发机组喷针系统的非正常漏油检测来看，由于喷针运行的周期较长，喷针各部件密封圈自身的质量缺陷等问题，避免不了要出现非正常漏油的缺陷。那么，有了这些分析处理经验之后，对日后机组在运行时产生的非正常漏油缺陷排查处理提供了良好的参考与借鉴，从而最大限度的缩短检修周期，保证机组的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 涂振群.多喷嘴冲击式大型水轮机组的调速器控制欲特殊工况运行问题研究[J].电力系统保护与控制,2009,(16).