水电站接力器控制环跳动原因分析和处理

2017-12-21叶伟东

电力安全技术 2017年11期

关键词：油口跳动拉杆

叶伟东

(国网浙江省电力公司紧水滩水力发电厂，浙江丽水 323000)

水电站接力器控制环跳动原因分析和处理

叶伟东

(国网浙江省电力公司紧水滩水力发电厂，浙江丽水 323000)

某水电站1号机在一次修前试验中发现接力器控制环有跳动现象，在接力器加工、检修安装等过程中出现的错误都可能导致控制环在运行中跳动。从修整接力器的局部尺寸、纠正安装错误等方面进行了分析和改进，从根本上解决了接力器控制环跳动问题，给设备消缺积累了经验，为电站的安全稳定运行提供了保障。

水电站；接力器；控制环；跳动；缓冲油口

0 引言

某水电站位于浙江省云和县境内的瓯江上游龙泉溪上，安装有6台单机容量50 MW的水轮发电机组，担负着浙江和华东电网的调峰和事故备用任务。接力器是调速器的操作机构，是水轮机调节的重要部件，接力器的开、关推动控制环的转动，从而带动导水叶的开、关，调节着机组的运行。接力器检修质量的好坏直接影响机组运行的质量。

1 事件详情

该水电站1号机在1次A级检修(扩大性大修)的修前试验时发现，接力器在全开、全关2个位置时控制环有跳动现象，并伴有“咯吱咯吱”的异响。实测开机时间为12.5 s，设计值为10—12 s，关机时间为 7.5 s，设计值为 6—7 s。锁锭侧接力器 (以下简称“1号接力器”)全行程为339 mm，不带锁锭侧接力器(以下简称“2号接力器”)全行程为341 mm，设计值为 336—340 mm。

2 原因分析

控制环的跳动一般是由接力器引起的。2号接力器结构如图1所示。经初步检查，发现2号接力器活塞偏转超过20°；拆吊控制环，检查控制环抗磨板，未发现异常，因此认为控制环跳动不是控制环本身的问题，而是接力器引起的。解体这2只接力器，并进一步检查分析，得出事故原因如下。

(1) 2号接力器活塞偏转。2号接力器活塞偏转超20°，造成缓冲油口偏离接力器进排油口，从而导致2号接力器进排油不畅，动作迟缓于1号接力器，造成控制环跳动。

(2) 2只接力器前后腔缓冲油口深度尺寸不同。2只接力器的前后腔缓冲油口深度尺寸不同，导致2只接力器的活塞与缸体前后腔的窗口搭叠量不同。在全开或全关位置时会造成因进排油速度不一致，而使2只接力器动作速度不相同，造成控制环跳动。这是控制环跳动的主要原因。

(3) 2只接力器全行程不一致。全行程不一致会造成全行程小的一只接力器已在全开(或全关)位置停止动作时，全行程大的接力器仍在动作，导致出现拖动现象，使控制环发出响声。

(4) 2只接力器侧推拉杆铜套装反。接力器侧推拉杆铜套装反，会造成接力器侧推拉杆与控制环侧推拉杆的水平不一致，控制环在接力器动作过程中产生应力，发出异响。

图1 2号接力器结构

3 事件处理

针对上述导致控制环跳动的4种原因进行以下处理。

(1) 对2号接力器活塞偏转进行处理。在进行接力器活塞套缸时，使前后腔缓冲油口分别对准进排油腔油口，避免接力器在全开或全关位置时，因缓冲油口被封死，2只接力器动作不同步而造成控制环跳动。

安装好接力器后，对2只接力器分别进行3.15 MPa、历时30 min的耐压试验，压力下降应不大于0.1 MPa，以此检验接力器的强度，保证其安全性。耐压正常后还进行了额定压力2.5 MPa、历时8 h的渗漏试验，以检验接力器密封件是否渗漏。经以上试验未发现异常和渗漏。

根据检修工期安排，开始吊装2只接力器，根据修前铜垫所放数量及位置，对好销钉孔装入销钉，打紧组合缝螺丝。复测接力器水平合格，然后吊装控制环，捆绑好导水叶，联接接力器和控制环推拉杆双向螺母。

2只接力器推拉杆双向螺母联接好后，背紧背帽。为防止双向螺母松动而造成活塞偏转，将接力器侧推拉杆、2只背帽、双向螺母及控制环侧推拉杆用电焊焊住，消除松动。

(2) 对2只接力器前后腔缓冲油口深度尺寸进行处理。清洗接力器各部件，并进行测量，对数据进行分析处理。测量2只接力器各部件数据如表1所示。计算公式：f1=h1+m1-w1；f2=h2+m2-w2。1号接力器的前腔与2号接力器的后腔对应，在运行时都是关闭腔；而1号接力器的后腔与2号接力器前腔对应，在运行时都是开启腔。

从表1计算数据可知，2号接力器的前腔缓冲油口相对值f1比1号接力器的后腔缓冲油口相对值f2小6.98 mm，这是造成2只接力器动作速度不一致的主要原因，且刚好是在全开位置时不同步。同理，2号接力器的后腔缓冲油口相对值f2比1号接力器的前腔缓冲油口相对值f1要小2.74 mm，这也是造成2只接力器在全关位置动作速度不一致的主要原因。

由于2号接力器前后腔缓冲油口深度比1号接力器对应缓冲油口深度要小，可以通过加大2号接力器缓冲油口深度来解决这一问题。用圆锉把2号接力器前后腔缓冲油口深度分别修至51.60 mm和52.00 mm。即修后f1为 2.90 mm，f2为 3.34 mm，相当于加深了2 mm。这样，2只接力器的活塞与缸体前后腔的窗口搭叠量就基本相同，使其进排油速度相同，消除了2只接力器动作速度不一致导致控制环跳动的现象。修后2号接力器进排油口尺寸示意如图2所示。

表1 2只接力器各部件尺寸表 mm

(3) 对2只接力器全行程不一致进行处理。计算公式：S=H-h1-h2-L。经计算得出1号接力器理论全行程为339.40 mm，2号接力器理论全行程为341.54 mm，2只接力器理论全行程存在的设计差值为2.14 mm。理论全行程是指由接力器各部件的尺寸计算所得的全行程，它将直接影响到实际全行程。由于改变全行程值需改变缸体或端盖尺寸，这将影响到接力器的强度，且加工较困难。经分析，全行程差值对接力器平稳工作的影响不大，本次大修先不予处理。

(4) 对2只接力器侧推拉杆铜套装反进行处理。解体2只接力器，发现2只接力器的铜套抗磨面均在上端，而正确的安装方式应该是铜套抗磨面在下端，以起到承重抗磨作用。

解决方法：重新加工1号接力器推拉杆指针螺孔；将2只接力器铜套抗磨面放在刨床上刨去2 mm，再重新安装，使其与控制环侧推拉杆联接时保持原有的水平。