大發電站大型沖擊式機組噴針 結構介紹與非正常漏油檢測分析

楊洲

摘要：文章結合大發電站沖擊式水輪機組噴針結構的介紹，對噴針機構非正常漏油采用針對性方案分析其可能產生漏油位置與原因，從而達到預定的處理效果，保證機組安全穩定的運行。

關鍵詞：大發電站；沖擊式機組；噴針機構；非正常漏油；分析處理

中圖分類號：TK730文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0116-02

1概述

田灣河是大渡河右岸一級支流，發源于貢嘎山西側，流經甘孜州康定縣和雅安市石棉縣，從巴王海至田灣河河口全長48 km，天然落差2 120 m。河道平均比降44.2‰。根據田灣河水開發規劃，大發電站為梯級規劃的第三級電站，該電站為引水式電站，引水隧洞長約9.4 km，地下廠房裝有2臺六噴六折沖擊式立式機組,單機容量均為120 MW，額定水頭482 m，額定轉速300 rpm。電站無防洪、航運、供水等綜合利用要求。

2噴針系統結構介紹

大發電站噴針系統是由VA TECH HYDRO（維奧）公司設計制造（結構如圖1所示），噴嘴直徑為319 mm，噴射直徑252.1 mm，接力器活塞直徑300 mm。噴管采用直流內控式，控制機構設在噴管內，各噴嘴以相同的開口和其他噴嘴并列同步投入運行，也可單獨投入運行。噴針接力器內設有24片平衡疊簧，在調速器失壓的情況下，噴針在水力作用下具有全開至全關的自關閉趨勢。

每個噴針都設有一個折向器，活塞直徑為200 mm。折向器的切水刀板采用不銹鋼鑄造。折向器靠油壓投入，缸體內的48片疊簧退出。各噴嘴和各折向器之間沒有協聯關系，每一個折向器都具有一個獨立的接力器操作，全部采用油壓直接控制，噴針、折向器正常工作油壓均為6.3 MPa，折向器在正常工作時不和射流直接接觸，噴針退出運行或機組甩負荷時折向器迅速偏轉全部水流。每個噴管內裝有反應噴針行程的反饋鏈條，鏈條由噴針本體穿出至水車室內和轉換行程的變送器組成整個反饋機構，將信號傳遞給計算機監控系統，其滿足量程為4~20 mA，并設有全開全關行程開關，噴針最大行程為255 mm。每個折向器設有位置變送器。折向器行程為95 mm。噴針開啟時間為95~105 s，噴針關閉時間為28~32 s，折向器開啟時間為3.8~4.2 s，折向器關閉時間為3.8~4.2 s。噴針頭及口環表面采用SXH70材料進行抗磨噴涂，噴針、折向器總成主要部件制造材料見表1。

3噴針機構非正常漏油檢測分析

在噴針機構進行相關檢修時，需要對噴針機構的滲漏情況進行檢測，根據檢測的情況進行相關處理。正常情況下，允許噴針機構在一周內有大約0.1~0.2 L的微量滲漏，超過規定值應進行處理。在檢測之前，應做好相關的安全措施，確保控制系統能避免機組任何錯誤的動作，排空配水環管的積水，切斷調速器油壓至噴針系統的油壓，排空并拆除噴針、折向器控制管路。吊下噴針至穩水柵上。為了確定噴針機構是否有非正常漏油，需要采用對噴針關閉、開啟腔進行打壓試驗來判斷。

3.1打壓檢測噴針關閉腔的滲漏情況

如圖2所示，拆除噴針導流殼2417，和蓋子2416，將各個面清掃干凈。拆除噴針開啟腔排油孔排空余油，在噴針關閉腔內注滿透平油，并連接一個壓力油泵到噴針的關閉腔，將壓力升至工作壓力6.3 MPa，保持油壓2~3 h，密切監視油泵壓力表的壓降，若是泄壓很快，則可以通過以下幾個位置來判斷排除：

A點：A點位置是噴針缸體外壁側鏈條通行孔。壓力油從關閉腔油管進入，通過噴針缸體外壁側環形油道的進油孔進入缸體內部，所以有兩道密封圈將壓力油與缸體法蘭面隔開。若密封圈有損傷，那么壓力油就會通過密封圈順著缸體外壁側流出，從而壓力表產生明顯壓降，A點產生漏油。

B點：B點位置為噴針關閉腔后端蓋外壁鏈條通行孔。噴針關閉腔后端蓋前端有一道密封圈與關閉腔壓力油隔斷，如果密封圈有損傷，那么壓力油就會通過密封圈從B點流出，從而壓力表產生明顯壓降。

C點：C點位置為噴針反饋鏈條導管，導管穿過噴針活塞銅套，銅套內圈有兩道密封圈和一道導向帶，外圈有一道密封圈。無論內圈或外圈密封圈損壞，壓力油就會通過銅套流進導管至C點溢出，從而壓力表會產生明顯壓降。

D點：D點位置是噴針反饋鏈條導管與噴針關閉腔的密封位置，若該處密封圈損壞，壓力有則直接從D點流出，壓力表產生明顯壓降。

E點：E點位置是噴針關閉腔的排油孔。由于開啟腔透平油已排空，若E點有油溢出，且壓力表有明顯壓降，則說明活塞密封圈損壞，兩腔產生竄油。

3.2打壓檢測噴針開啟腔滲漏情況

如圖2所示，噴針開啟腔的打壓檢測主要是對軸套內的密封圈進行檢測，因為噴針開啟腔就是靠軸套內的密封圈與外界隔離。

將噴針開啟腔排油孔進行封堵，并注滿透平油。打開噴針關閉腔排油孔排空余油。連接一個壓力油泵到噴針的開啟腔，將壓力升至工作壓力6.3 MPa，打開噴針滲漏油孔，保持油壓2~3 h，密切監視油泵壓力表的壓降與滲漏油孔的滲漏狀態。若滲漏油孔有滲油且壓力表壓降超標，證明軸套內的密封圈損壞需要更換。

通常情況下，允許油泵壓力表在2~3 h內的壓降在0.1~0.2 MPa以內且各個點位無明顯漏油。若超出允許值，說明噴針產生了非正常漏油，需要進行逐一排查，并對相關聯的密封圈進行處理更換。處理完畢后，還需要再一次對噴針開啟或關閉腔打壓來驗證處理結果。保證噴針系統在正常的滲漏范圍內，從而有效的提高機組的穩定性。

4結語

經過機組大修時對大發機組噴針系統的非正常漏油檢測來看，由于噴針運行的周期較長，噴針各部件密封圈自身的質量缺陷等問題，避免不了要出現非正常漏油的缺陷。那么，有了這些分析處理經驗之后，對日后機組在運行時產生的非正常漏油缺陷排查處理提供了良好的參考與借鑒，從而最大限度的縮短檢修周期，保證機組的安全穩定運行。

參考文獻：

[1] 涂振群.多噴嘴沖擊式大型水輪機組的調速器控制欲特殊工況運行問題研究[J].電力系統保護與控制,2009,(16).