受油器后端喷油原因分析及处理

黄慧仙

（华电（沙县）能源有限公司，福建 三明 365500）

1 机组参数

某水电站位于福建省沙县境内高砂镇的沙溪干流上，在沙县城关下游14 km处，是一座以发电和航运为主的枢纽工程。河床式站房安装4台12.5 MW灯泡贯流式机组。其中，2号机主要参数为：水轮机型号GZ850-WP-420，最高水头11.2 m，最低水头5.0 m，额定水头9.5 m，额定转速为125 r/min，额定流量148.9 m3/s，水轮机额定功率12.856 MW，飞逸转速342 r/min。

2 几次异常情况检查

2号机受油器自2016-02机组恢复出力改造后，已多次出现机组在运行中后端喷油的紧急情况。为此，为能尽早恢复机组运行，检修人员加班加点来完成抢修任务。

从几次抢修中拆下的受油器浮动瓦的受损情况分析来看，都存在着一些共性——大、小浮动瓦靠外端侧瓦壁的磨损远大于靠中间侧，浮动瓦成喇叭口状；大、小浮动瓦防转销钉切断。

3 原因分析及处理

2号机进行了恢复铭牌出力改造，受油器也随之进行了技改，改变了原先粗大笨重的情况，站家在受油器原理结构上又稍作改动，原受油器瓦座本体大、小浮动瓦之间有一释压孔，改造后的受油器取消了该孔。根据现场检查分析，受油器后端盖喷油原因主要有以下3点。

3.1 受油器操作油管摆度大

某水电站机组大轴为空心轴，内设中间操作油管至桨叶开启腔，中间操作油管外壁与大轴内壁形成关闭腔，中间操作油管内还设一恒压油管。受油器的大、中操作油管以及恒压油管通过固定螺栓分别与大轴、大轴内中间操作油管、恒压油管相连。

大轴本身为一体加工，在摆度上可不予考虑。恒压油管在运行使用中能前后移动（用于桨叶开度反馈），加之恒压油管细长，有一定的径向弹性，此径向力在实际运行中仅对中操产生0.01～0.02 mm的径向变形，影响不大，因此在盘车中不加以考虑。所以重点要注意的就是受油器大操作油管、中间操作油管与大轴的轴线重合度是否在合格范围内，我们可通过盘车修配使受油器操作油管摆度在允许范围内，以消除此因素。

3.2 受油器座与操作油管不同心

某水电站机组受油器座为一体加工制造，通过地脚螺丝固定在基础座上。受油器座内设关、开腔，大、小浮动瓦分别置于其内部，座与大小瓦工作配合是依靠座内径向平台及受油器大小端盖平台，接触部分为浮动瓦端部橡皮O形盘根，并通过盘根得以止漏和隔离腔室，以及利用盘根弹性特性让浮动瓦与受油器座不发生刚性接触而“悬浮”起来，并在轴向保留浮动瓦与受油器座配合间隙0.20～0.50 mm；将浮动瓦外壁与受油器内壁之间的径向间隙调整均匀，保证受油器座与操作油管同心，防止受油器座与操作油管不同心而产生憋瓦现象。

3.3 受油器“中腔”压力释放缓慢

某水电站受油器有开启腔、关闭腔，并没有“中腔”一说，图纸上也未注明，但它确实存在，位于开启腔与关闭腔中间空腔区域。

在受油器工作时，调速器输送给受油器操作油不可能同时开关两腔，要么开启腔进油，要么关闭腔进油。桨叶关闭操作时，压力油进入受油器关闭腔后大部分压力油通过大浮动瓦上输油孔进入大操作油管，去操作桨叶关闭（此时开启腔负责回油），还有少部分压力油则通过大浮动瓦与转动中的大操作油管上轴套间隙（修配间隙0.06～0.10 mm）挤压出去，挤压出的油流又分两路，一路靠端盖侧，油流直接引向排油管；另一路则进入密闭的受油器中腔。此时，带压的油流进入中腔室要释放压力只能通过小瓦（即开启腔）与中操轴套之间的间隙（修配间隙0.06～0.10 mm）挤压到开启腔进行排油泄压，由于间隙狭小，压力油（3.6～4.0 MPa调速器用油压力）无法短时间内通过狭小间隙释放，油压必然会作用于各个面上，也会作用于中腔大、小浮动瓦O形盘根以内的端面上，在大、小浮动瓦端面上就产生了侧向压差（中侧高压，两侧无压或是小瓦靠恒压室侧仅0.2 MPa压力），浮动瓦向两端位移并克服端盖侧O形盘根的弹力直接作用在端盖上，发生刚性接触，憋瓦。这也是近年来2号机受油器改造后，运行过程喷油和后端盖漏油加重的主要原因之一。为了防止结构原理上存在设计缺陷，应在受油器中腔及恒压室开一孔用管路连接，以达到释放压力油的目的。

4 安装调试

4.1 盘车

根据这次事件，在静态下操作，受油器座已经产生撬动，所以，盘车可以检查操作油管是否已经变形错位。本次修前操作油管盘车数据见表1.

表1 修前操作油管盘车数据

从盘车数据上看，操作油管与大轴同轴度在合格范围内，最大值为中操测点3至测点7的0.10 mm。

4.2 大小浮动瓦的修配

事件发生后，立即将备用瓦与轴套进行加工处理，修配后小浮动瓦与轴套的间隙为0.08 mm，大浮动瓦与轴套间隙为0.09 mm。从数据上计算看，浮动瓦与轴套配合间隙、浮动瓦与受油器座端面间隙、浮动瓦端面的平行度等均达到了要求。受油器座中腔及恒压室侧向位开¢18孔，回装后用高压管相连接。

5 结束语

某水电站2号机水轮发电机受油器经抢修后，于2017-07-18投入运行，受油器整体运行情况良好，具体为：①受油器恒压室的压力修前0.2 MPa基本不动，修后操作显示压力在0.15～0.26 MPa之间，说明受油器“中腔”压力释放达到目的。②压油泵及漏油泵启动间隔时间均明显延长。修前启动间隔时间压油泵为10 min、漏油泵为1 h 25 min，修后压油泵为43 min、漏油泵为18 h 40 min，2个油泵启动间隔时间大幅度延长，说明本次抢修后受油器浮动瓦的间隙配合良好，间隙漏油量极少。从以上数据看，受油器中腔压力在操作过程中得到有效释放，受油器憋瓦导致后端喷油隐患得以根除。