水電站調速器漏油原因分析及處理

林舉盈

摘 要：調速器是水電站的重要設備之一，電力網的頻率變化要求在一定的范圍內，如何保證發電機的頻率滿足要求，這要靠調速器來實現轉速的調整。本文通過對恩平市鳳子山三級站4號調速器的分解，分析了調速器漏油的主要原因，通過采取措施后，使調速器的漏油量減少，工作性能得到了改善。

關鍵詞：調速器 漏油 原因分析 處理

1.概況

恩平市鳳子山三級電站于1972年建成投產，共裝有五臺機組（現六臺），每臺機組額定出力500kw，設計工作水頭15m，額定流量4.8m3/s，受當時資金和技術的限制，五臺水輪機組都是采用人工手動控制的調速器，型號是600KG-M。鳳子山三級電站地處多雷區，在打雷下雨時要正常發電，經常會因打雷造成總斷路器跳閘，至使五臺機組“飛車”，由于調速器是人工關機，往往不能及時關閉機組，給機電設備帶來很多不安全的因素。而且小水電站經常是在峰期開機，谷期停機，開關比較頻繁，給運行人員帶來較大工作量。因此鳳子山三級電站將原調速器逐年更換為自動液壓調速器，4號機調速器是1988年更換的。調速器型號YT-600，額定油壓2.5MPa，工作容量600kg.m，經改造后運行至今已有二三十年，運行效果良好，但由于運行時間久，出現一些問題。

2.存在主要問題

鳳子山電站4號機組的調速器，由于運行時間長，又多年沒有檢修，開停機又較頻繁，4號調速器出現了較大的漏油，影響機組運行：①開度限制閥漏油量較大；②在開機的過程中，增負荷操作后，主配壓閥漏油量增大，需要作少許減負荷操作后，主配壓閥漏油量才減少，后來發展為主配閥漏油量急劇加大，嚴重影響機組的安全運行。

3.漏油原因分析

3. 1開度限制閥漏油原因分析

拆開開度限制閥，對襯套進行測量，工作窗口高度為8.20mm，開度限制閥塞的工作閥盤高度為8.42mm，上工作邊磨損嚴重，呈現斜角，和搭迭區呈現明顯圓角，下工作邊斜角及圓角不明顯，搭迭量計算：△h=（8.42-8.20）/2=0.11mm。根據經驗，最佳搭迭量：△h最佳=0.11mm。查找廠家說明書，新機時本閥塞的搭迭量為0.11mm，對于使用飛擺，而短時使用開限機構來說，這的確是最佳搭迭量，但由于鳳子山三級站4號發電機是6.3KV出線的高壓機組，而且沒有永磁機，所以調速器的飛擺（即引導閥）不參與工作，只用手輪控制開度限制閥調節水輪機。這樣，對于長期使用的開限機構來說，則0.11mm偏小。天津市某水電控制設備廠生產的調速器，開限閥搭迭量設計值為0.16mm左右。因此，上工作邊磨損嚴重，是造成開限閥漏油量大的主要原因。至于為什么會造成上工作邊嚴重磨損，分析認為，由于鳳子山三級電站的調速器沒有用引導閥，操作時只靠開度限制閥來控制。據了解，當運行人員調節調速器達到某一開度時，就停止了手輪操作。在這種情況下，通常使開限閥針塞無法回到幾何中心位置，造成針塞上工作邊的搭迭量較小，下工作邊搭迭量大，上工作邊漏油就較大，再加上操作時上工作邊搭迭量偏小，長期這樣工作，就使得了上工作邊磨損較為嚴重，漏油也隨之增大。另一個可能原因是由于油中含有紙絨，卡住了主配壓閥或開限閥，從而影響兩閥不能正確回到中間位置，因為在拆開濾油器時發現濾網有大量紙絨，而濾網有兩處穿孔，紙絨可能從孔中進入油道。

3.2主配壓閥漏油原因分析

正常情況下，主配壓閥會有少量漏油，但漏油量不能超出正常范圍，這樣大量的漏油很明顯是屬于不正常現象。因此對主配壓閥進行分解，分別檢驗大盤間隙與小盤間隙，大小盤的間隙都是0.02mm，間隙適合。大盤搭迭量為0.20mm，小盤的搭迭量為0.18mm。根據經驗，主配壓閥間最佳搭迭量為0.158-0.187 mm。天津某廠搭迭量設計值為0.16mm負偏差，廣東某調速器廠搭迭量的設計值為0.20mm負偏差，本主配壓閥實測搭迭量符合廣東某廠設計要求。又由于閥塞的閥盤工作邊搭迭區未出現明顯圓角，認定本主配壓閥仍然可以使用，不會產生較大的漏油量，故以上問題不會是造成主配壓閥較大漏油的主要原因。后經分析漏油大的原因可能是法蘭的低壓石棉橡膠板熱破裂，原裝配使用的是低壓石棉橡膠板，其使用壽命一般4～5年。水電部規定機組每三年進行大修一次，本機組自前次檢修至今已有5年，拆開時，見到低壓石棉橡膠板已經溶化、破裂。

另外，在增加負荷操作后，主配閥漏油量增大，需作少許減負荷操作后，漏油量才減少。根據主配壓閥的結構圖可以看出，造成這種現象的原因，前面已論述，當增負荷操作后，開度限制閥針塞沒有停在幾何中心位置，也造成主配壓閥的閥盤無法回到幾何中間位置，主配壓閥下部窗口漏油就較大，使得增負荷操作后開機倉油壓增大，壓迫原本破裂的石棉橡膠板，所以漏油較大。作少許減負荷操作后，主配壓閥向上移動，閥盤完全遮住下部窗口，開機倉的油壓減小了，漏油量也就減少。

4.處理措施

針對以上調速器漏油原因的分析，對開度限制閥和主配壓閥分別采取以下處理措施：

（1）開度限制閥。由于閥塞上工作邊磨損嚴重，已不能用，所以決定成套更換開度限制閥，但從倉庫中拿來的開限閥測得的搭迭量△h=0.10mm，根據鳳子山三級電站的實際，這個搭迭量有點偏小，因此決定用新閥塞和舊襯套組合使用（其搭迭量△h=0.12mm，合適），但是安裝時發覺新閥塞不能進入舊襯套內，從上往下和從下往上插，都只插入5mm，決定用原閥塞與襯套對磨（使用油石粉）把襯套孔擴大，然后放入新閥塞。這種對磨方法，襯套孔擴大后必然有些少腰形，即兩頭大，中間小，當工作閥塞工作區附近的間隙合符要求時，上下兩閥盤之間的間隙必然稍偏大，所以試機時發現，開度限制閥間漏油比新的限制閥漏油量稍偏大，而比原來的漏油量少了許多。此漏油量的增加，是由于下下兩個非工作盤間隙增大而引起的，而中間工作閥盤的間隙是合適的，所以對調速器的性能沒有影響。即此組合開限閥的工作能力與新的開限閥的工作能力是相同的。

（2）主配壓閥。①對于輕微拉傷的襯套，可以采用水砂紙及牙膏研磨，而不能用一些硬的物件磨，要用手指研磨。②由于低壓耐油石棉橡膠板只適用小于1.5MPa的地方，因此決定用中壓石棉橡膠板更換低壓石棉橡膠板。

5.結語

采取以上的處理措施后，再進行原先的操作，調速器的漏油量明顯減少，同時通過試驗，調速器的工作性能也得到了改善。作為水輪機組的調節設備，調速器的作用非常重要，調速器投入運行后，要注意維護，要定期大修和小修，同時要注意清潔油壓裝置，以保證調速器對油質的要求，確保調速器正常安全運行。

參考文獻：

[1]張維強.水輪機調節及輔助設備.水利電力出版社.1986.

[2]天津市水電控制設備廠.調速器.1990.

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[4]吳甲銓.調速器的運行與故障分析.武漢水利電力大學.1997.