万家寨水电站1～4号机组接力器锁锭漏油分析及升级改造

黄永华,郭小鹏

(万家寨水电厂，山西偏关 036412)

万家寨水电站装有6台立轴混流式水轮发电机组，单机容量180 MW，最高水头80 m，最低水头50 m，额定水头68 m。根据水轮机与配套调速器的接力器连接方式，万家寨水电站1～4号机组接力器锁锭为销轴活塞式结构[1]，接力器锁锭结构见图1。微机调速器型号为GIPIPID-TSLG，液压系统额定压力6.4 MPa，锁锭的投入和拔出均靠调速器液压系统驱动[2-3]。由于锁锭结构为销轴活塞式，且驱动压力较高，导致锁锭密封存在不同程度的漏油，为了解决接力器锁锭的漏油问题，我们对接力器锁锭进行了技术改造。

1 锁锭漏油原因分析

锁锭的结构形式决定了锁锭密封为动密封，该密封在较高压力的驱动下容易出现间隙泄漏。泄漏原因主要有以下几点：

图1 接力器锁锭结构示意图

(1) 锁锭缸和锁锭销表面因油流杂质而出现划痕[4-5]，导致间隙泄漏；

(2) 锁锭驱动压力较高，动密封[6]存在一定的间隙泄漏；

(3) 锁锭密封有O型密封圈、尘刮圈和耐磨环，这样的组合型密封[7]不便于安装、维护，且在安装的过程中因机械挤压容易扭曲变形或被切屑，导致密封漏油；

(4) 锁锭在拔出位置时，拔出腔一直有压[8]，极易造成间隙泄漏。

2 锁锭改造内容

鉴于接力器锁锭存在的上述问题，我们对锁锭结构以及驱动部分进行了升级改造[9-10]。

(1) 取消原锁锭液压缸，锁锭的投入和拔出由外置的锁锭液压缸来完成[11-12]。外置锁锭液压缸见图2。

图2 外置锁锭液压缸图 单位：mm

(2) 根据原锁锭销的结构、锁锭行程以及外置锁锭液压缸的连接方式，我们对原锁锭销进行了改造，改造[13]后的锁锭销仅作为销轴使用。改造后的锁锭销见图3。

图3 改造后的锁锭销图 单位：mm

(3) 为了确保改造后的锁锭销在外置锁锭液压缸的驱动下，锁锭的投入和拔出功能一样，且行程不变。我们将外置锁锭液压缸的行程和原锁锭行程设计一样，且外置锁锭液压缸的连接法兰与原锁锭限位端盖的外形尺寸一样，以便将外置的锁锭液压缸安装到原锁锭缸上(详见图1、2)。另外，我们设计了一个活套法兰与外置的锁锭液压缸活塞杆进行连接，然后将活套法兰固定在改造后的锁锭销上，以实现锁锭销的投、拔功能。同时，这样的连接方式避免了活塞和锁锭销蹩劲，造成锁锭销投入和拔出时出现发卡的问题。为了防止活塞杆和活套法兰之间的连接出现松动或脱落，我们在外置液压缸活塞杆的端部螺杆上设计了锁紧螺母和背帽。活套法兰、锁紧螺母及背帽见图4。

图4 活套法兰、锁紧螺母及背帽图 单位：mm

(4) 将原锁锭的进出油管改为定制的高压软管，高压软管便于安装和拆卸。

(5) 封闭原锁锭缸进、出油口，避免异物进入。

(6) 根据安装位置，在改造后的锁锭销圆周方向上确定M18的导向杆螺栓孔，该导向杆具有防止锁锭销转动和触碰锁锭行程开关推杆的作用，使行程开关输出锁锭投、拔信号。改造后的锁锭销详见图3。

3 锁锭施工工序及注意事项

(1) 拆卸接力器锁锭辅助部件，如：进出油管、限位块、行程开关等，同时做好防漏措施和相应的防护，如：漏油、磕碰等。

(2) 拆卸锁锭，取出锁锭销，根据设计图纸加工锁锭销，同时完成锁锭改造的其它辅助部件，如：锁紧螺母、活套法兰等。

(3) 根据改造内容进行接力器锁锭的安装[14]，安装前应注意以下几点：

1) 核实所有加工件的尺寸是否与图纸一致，同时检查加工件是否满足图纸技术要求。

2) 外置锁锭液压缸已按要求生产好。经试验，动作灵活、无渗漏，且相关尺寸符合图纸要求、外观未见异常。

3) 检查、清洗锁锭液压缸的连接接头和软管。

(4) 接力器锁锭安装完毕后，连接油泵进行锁锭的投入和拔出试验[15]，检查改造后的锁锭动作是否灵活、行程是否合适。

(5) 锁锭投入和拔出试验正常后，连接锁锭的进出油管、行程开关等辅助部件。

(6) 锁锭辅助部件安装完成后，用调速系统压力驱动锁锭，全面检查锁锭动作是否灵活、反馈信号是否正确以及有无渗漏等。

(7) 锁锭安装和调试完成后，即可投入正常运行。

4 结 语

接力器锁锭经过升级改造后，现已解决了锁锭漏油的问题，同时为万家寨水电站类似难以突破的“三漏”问题提供了参考。确保万家寨水电站所辖设备的安全、可靠、高效运行。