调速器接力器油缸法兰漏油原因分析及处理

祁广福，梁国玲

(青海黄河水电公司积石峡发电分公司，青海 民和 810800)

0 引言

积石峡水电站位于黄河上游青海省民和县境内，电站总装机容量1 020 MW，共安装3台340 MW的混流式水轮发电机组，电站设计水头66 m，额定流量592 m3/s,额定转速85.71 r/min。

1 接力器概况

积石峡水电站每台水轮机机组调速器安装有2个油压操作的直缸式接力器，接力器对称布置。在右接力器上配有一个液压自动锁锭装置，左接力器上设有手动锁锭装置。接力器包括前缸盖、缸盖、液压缸体、后缸盖、活塞、活塞杆、导向座及推拉杆头等。接力器规格为ø660，设计行程872 mm，压紧行程为6 mm。操作油为46号汽轮机油，额定操作油压为6.3 MPa。接力器结构如图1所示。

图1 接力器结构

2 故障概况

2018年6月8日凌晨00时44分，2号机组带负荷300 MW运行，1时50分运行值班巡回检查中发现2号机组手动锁锭侧接力器开机腔法兰漏油，随即向网调申请停机，2时00分2号机组停机。检查发现2号机组手动锁锭侧接力器开机腔法兰把合面有刺油现象，见图2。接力器底部地面有大量积油。2时10分关闭2号机组调速系统总供油阀，械锁锭侧接力器开机腔法兰法兰把合面不再刺油，只有少量渗油。

图2 接力器法兰漏油

3 原因分析

根据故障状况，决定对2号机组手动锁锭侧接力器开机腔漏油法兰进行分解，分解后发现检查法兰“O”型橡胶密封圈(ø53×4)有一处断裂；同时，拆除法兰紧固螺栓和分解法兰时均有明显“憋劲”现象，法兰分解后螺栓孔错位接近20 mm。可以确定手动锁锭侧接力器开机腔法兰漏油的主要原因是法兰“O”型橡胶密封圈断裂，而导致“O”型橡胶密封圈断裂的原因有以下两个方面。

3.1 “O”型橡胶密封圈安装工艺不规范

接力器法兰漏油的“O”型橡胶密封圈密封是艾致密封，而艾致密封质量相对来说还是可靠的。目前，电站重要部位的橡胶密封均采用艾致密封。通过对取出的“O”型橡胶密封圈全面仔细检查，该“O”型橡胶密封圈多点有硬化现象，特别是断裂部位尤其明显。除有明显硬化部位外，其它大部分仍然有较强的弹性。同时，鉴于管道安装时法兰处憋劲现象，可以断定安装“O”型橡胶密封圈时，为防止密封圈掉出密封槽，使用快速粘接胶进行了固定。而使用快速粘接胶后，涂胶部位的橡胶密封条容易发生硬化而失去弹性，长期受到压力冲击后会出现龟裂、裂纹，此次“O”型橡胶密封圈断裂部位就有明显裂纹痕迹(见图3)。所以，管道密封圈安装不规范很容易产生隐患，隐患扩大就会发生故障，甚至是事故。

图3 断裂的“O”型橡胶密封圈

3.2 法兰面加工缺陷

检查2号机组手动锁锭侧接力器开机腔法兰把合面，发现漏油部位法兰把合面存在局部间隙(δ=0.04 mm)，更换密封圈后拧紧法兰把合螺栓，出现漏油部位仍然存在局部间隙(δ=0.04 mm)，经过多次调整把合接力器开机腔法兰，该部位局部间隙仍然存在。经测量，上部方形法兰密封面存在加工缺陷，法兰把合后密封面有局部间隙，局部间隙的长度约占法兰密封面总长度的1/5。由于法兰密封面存在局部间隙，所以处于间隙部位的“O”型橡胶密封圈内、外均有间隙，在局部间隙影响下，该处“O”型橡胶密封圈直接承受油压的冲击，很容易导致橡胶密封圈损坏发生泄漏。

3.3 结论

综上所述，导致此次接力器开机腔法兰“O”型橡胶密封圈断裂漏油的原因是：

1)“O”型橡胶密封圈安装工艺不规范；

2)法兰面加工缺陷，加剧“O”型橡胶密封圈损坏。

4 处理措施

4.1 初步处理

故障发生后，由于需要机组尽快恢复运行发电，因此只对接力器开机腔法兰“O”型橡胶密封圈进行了更换处理。在“O”型橡胶密封圈更换前，对法兰密封面表面进行除锈、研磨处理，“O”型橡胶密封圈使用艾致成型密封圈。

安装“O”型橡胶密封圈时，密封槽内涂抹润滑脂固定密封圈，并对称把合法兰螺栓，且用塞尺检查间隙，除法兰加工存在的局部间隙外，其它部位均无间隙。充油充压试验、操作接力器动作试验该法兰密封面均无渗漏。

4.2 进一步改进

鉴于该法兰设计不合理，主要表现在变径管道长度不足、焊缝间距不符合规范、管道憋劲情况。后期，重新整体加工接力器开机腔方形法兰，将变径管和法兰加工成一体，并利用机组检修进行更换。同时，在检修中对存在憋劲的管道重新进行配管处理。

5 防范措施

鉴于调速器接力器发生泄漏的危害性和严重性，应采取以下防范措施：

1)提高设备加工工艺、质量

提高设备加工的精度，特别是密封面的精度。质量低劣的液压件必然会使密封件磨损加速，进而导致密封失效。液压密封件精度愈高，泄漏机率就会愈少。

2)合理选择密封件及安装工艺

应根据与密封部位相联系工作部件的工作情况和工作环境，以及工作介质的性质来选用相应材质和型式的密封件。橡胶密封安装时，不使用快速粘接剂固定，而采用凡士林、润滑脂等固定，这样就不会因橡胶密封材质损伤而降低性能。

3)明确橡胶密封更换周期

根据橡胶密封材质的使用寿命，明确橡胶密封更换周期，其中设备重要部位的密封，一定要按最短周期进行更换。同时，为了保证密封材质的质量，应选用可靠密封材料及供货商。

4)保证管道安装工艺

压力管道安装时,不得用强拉、强推、 强扭或修改密封垫厚度等方法来补偿安装误差，管道安装工艺必须严格执行国标、规范规定及要求，杜绝使用安装不合格的管道。

6 结语

通过对2号机接力器油缸法兰漏油故障的原因分析和处理，有效解决了接力器法兰漏油问题，为同类型故障处理提供了借鉴。