赵山渡水力发电厂2号机组调速器油发黑的分析及处理

陈刚(赵山渡水力发电厂，浙江温州325000)

赵山渡水力发电厂2号机组调速器油发黑的分析及处理

陈刚
(赵山渡水力发电厂，浙江温州325000)

1　概述

赵山渡水力发电厂是浙江省温州市飞云江干游河段上1座控制性的电厂，共有2台灯泡贯流式机组，每台装机容量10 MW;设有赵高3 820线和赵高3 525线两回35 kV出线。

电厂2号机组自从2002年投入运行以来，每次冬修总是发现调速器油比1号机组调速器油黑，经过滤后，或者注入新油后，经过一段时间运行再进行检查，还是比1号机调速器油黑。

2　调速器油系统主设备及其功能

调速器油系统由调速器油箱、高压油罐、受油器、轮叶接力器、导叶接力器、水轮机轮骰、轮骰油箱、漏油箱及管路组成。油从油箱经油泵压到高压油罐，后经调速器功能操作，油分别进入导叶接力器或受油器至轮叶接力器，后回至调速器油箱;轮骰油箱的油经受油器到机组转轮轮骰，轮骰与受油器漏油及自动化阀组漏油回到漏油箱，经油泵抽到调速器油箱。

(1)调速器集油箱。容积约5.0 m3，钢结构内涂防锈漆，主要用于贮存调速器油(46号汽轮机油)。

(2)高压油罐。容积约2.0 m3，钢结构内涂防锈漆，在正常情况下有2/3是气体，1/3是油，气体由高压气系统供给，油由集油箱经油泵供给，工作压力为5.0 MPa，主要给调速器提供工作压力油。

(3)受油器。是1种给转桨式水轮机的转轮叶片接力器输送压力油的装置，由静止油管向转动油管输送。

(4)轮叶接力器。是转桨式水轮机轮骰重要组成部分，压力油经轮叶接力器腔体推动活室定向移动，从而带动轮叶转动。

(5)导叶接力器。同轮叶接力器功能相似，带动导叶转动。

(6)水轮机轮骰和轮骰高位油箱。轮骰高位油箱提供一定压力的油通过轮骰阻止流道的水从轮叶间隙中渗入。

(7)漏油箱。收集从受油器与其他自动元器件等设备的漏油，通过油泵送回调速器集油箱。

3　调速器油变黑原因分析

调速器油经过环节多、管路长，油变黑原因很复杂，涉及油经过的各个环节。综合因素分2大类:一类是物理因素，另一类是化学因素。

物理因素主要是油中进入固体颗粒和水分，如空气尘埃，各环节如管路、闸体中的金属颗粒及进水，或者各部件密封件磨损。这类因素主要是因为压力油罐中压力空气带入的水分和尘埃，轮叶接力器、导叶接力器和受油器缸体间摩擦而产生金属粉末所导致。

化学因素主要是油分解或者氧化产生各种产物而使油变黑，产生环节主要是受油器、轮叶接力器、导叶接力器，这些部件因安装不符合要求，产生硬性摩擦，使油温度局部过高而分解变质或氧化。

4　排查与分析

调速器油变黑排查涉及部件多，如各个环节一次性检查，会严重影响电厂发电。因此采用分步排查方法，先简单后复杂，从外部到内部，一个一个环节穿插进行。先进行常规检查，检查管路、过滤器、油箱、密封件等，取油化验，再进入各个部件查找原因。

4.1油样分析

按照要求取调速器油送检测机构进行检测，检测项目有运动粘度、总酸度、水分、抗乳化性、色相ASTM、机械杂质等，其中水分含量0.09%、机械杂质为0.06%、色相ASTM为4.3，这几项指标接近限值，其中水分含量超标，说明有水分和其他杂质在油中。

4.2常规处理

把调速器油系统中的油全部排至油处理室进行过滤处理;清洗高压油罐、集油箱、轮骰油箱;检查管路阀门密封件;主阀解件检查，过滤器滤芯清洗。全部处理完后，注入新油，运行一段时间后，油仍变黑。

4.3高压气系统改造

原高压气系统存在许多问题，直接影响供气质量。气罐是普通铁板制作的，容易生锈;气体过滤器是常规的，过滤不干净。同时，气罐排水系统是手动的，排水管径小，排水不及时，气罐充满水，给油罐供气中含有大量水分与小固体颗粒，严重污染调速器油。2010年对高压气系统进行改造，罐体采用不锈钢制作，改善罐体排水设施，增加1个带过滤功能的罐体。过滤罐体大小与原罐体一致，该缸体分3层，底层进入压缩气体，中间层贮放活性碳，上层通过检修阀门与另一罐体相连，活性碳随时可以更换，不影响供气。通过改造，既不影响供气数量，又大大提高供气质量。改造后再次进行油样检查，油样中水分指标明显下降，达到0.05%，色相ASTM有所改善，但油仍然变黑。

4.4受油器检查

受油器检查主要是检查通路之间是否顺畅，转动油管与固定支座轴承同心度是否符合标准，同时检查密封件。各部件运行情况正常，一切符合要求，不会对油质产生影响。

4.5导叶接力器解体检查

导叶接力器解体后各部件密封正常，活塞与缸体表面没有异样，基本与原来一样，没有刮伤痕迹，基本排除导叶接力器引起油变质。

4.6轮叶接力器解体检查

轮叶接力器安装在转轮内部，工作环境复杂，施工难度大，从外部基本是不能判断其实际情况，只有解体整个转轮，才能了解接力器实际情况。转轮吊到装配车间，解体后发现轮叶接受力器缸体磨损严重，不是一个位置一个方向有刮痕，而是一大片，深度深浅不一。同时发现，接力器活塞径向定位键脱落，活塞与缸体上下腔密封功能的密封圈完全老化，失去密封效果。

5　综合分析

轮叶接力器活塞径向定位键缺失，在压力油的作用上，活塞不仅做轴向位移，同时围绕活塞轴做无规律圆周运行，密封条在圆周运动中加快摩损;或者安装过程中，密封圈没安装好，发生断裂，失去上下腔分隔作用。接力器上下腔存在串油，压力腔的压力油通过间隙向无压腔喷射。由于压力油压力大，压力油经过间隙卸压，产生局部高温，引起油分解变质。同时，接力器缸体发生粘性摩擦，摩擦接触面局部发生金属粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，有金属颗粒从缸体表面被拉拽下来或表面被擦伤产生金属杂质，并放出热量，使油变质加速。经过长期的运行，调速器油变得发黑;再加上压缩空气中含有大量水分与杂质，带入调速器油系统中，使油变得更黑。

6　处理

(1)填焊。对缸体划痕深处，磨损严重处采用同材料高精度填焊修补。

(2)表面处理。除去缸体金属磨损表面松动物质，采用喷砂、电砂轮、钢丝刷或粗砂纸等方式打磨，提高金属修复表面的粗糙度，然后使用清洗剂

擦拭。

(3)采用缸体修补剂修复。缸体修补剂是由A、B双组分组成，使用时严格按规定的配合比将主剂A和固化剂B充分混合至颜色均匀一致，将混合好缸体修补剂涂抹在经处理过的缸体修补金属磨损表面，涂抹时应用力均匀，反复按压，保证材料与缸体修补金属磨损表面充分接触，以达到最佳缸体金属修复效果;需多层涂胶时，应对原涂胶表面进行处理后再涂抹。

(4)表面精修。对缸体修补金属磨损表面用专业工具进行加工修整。

(5)装配。轮叶接力器油缸修后，安装活塞径向固定键，更活塞密封件，组装转轮。

(6)试验。整个转轮装配后，对接力器两腔进行操作实验和保压实验，接力器行程、保压时间、泄油量等参数符合厂家要求。

轮叶接力器缸体处理后，机组经过半年运行，调速器油基本没什么变化，油样化验结果也符合要求。

责任编辑吴昊

作者简介:陈刚(1974－)，男，助理工程师，主要从事水力发电厂维护工作。E_ mail: zsdfxp@ qq.com

收稿日期:2015－11－09