4號機組7號風閘釋放不到位原因分析與處理

孫永

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

4號機組7號風閘釋放不到位原因分析與處理

孫永

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

自2014年起，每次對4號機組風閘進行檢查時都會發現7號風閘活塞桿與備母發生相對運動。風閘釋放時，與行程開關接觸不良，釋放信號無法反饋至監控，機組自動走停機流程，影響機組安全穩定運行，并且增加了對風閘檢查維護的工作量。對7號風閘釋放不到位的原因進行了查找和分析，主要原因為風閘密封圈磨損嚴重。作者從多個角度進行分析，最終找出問題根源，并將問題解決。

4號機組；7號風閘；釋放不到位；風閘密封圈；磨損嚴重

1 問題簡介

自2014年起，每次對4號機組風閘進行檢查時都會發現7號風閘活塞桿與備母發生相對運動，風閘釋放時，與行程開關接觸不良，釋放信號無法反饋至監控，機組自動走停機流程，影響機組安全穩定運行，并且增加了對風閘檢查維護的工作量。

2 工作原理說明

風閘機械結構如圖1。

A(托板)、D（備母）、E（活塞桿）在工作過程中整體上下移動，風閘頂起時，依靠壓縮空氣進入C腔，A、E、D整體向上移動，因彈簧下端備死，彈簧壓縮儲存能量；風閘釋放時，停止供壓縮空氣，依靠彈簧的恢復力以及A、D、E整體自重，風閘下落，壓住B（行程開關），風閘釋放信號反饋至監控。機組檢修調整推力受力時，壓力油從進氣管路注入到C腔頂轉子。

3 存在問題

（1）風閘備母D向下移動，導致風閘釋放不到位；

（2）風閘釋放時依靠壓縮彈簧恢復力以及活塞桿等的自重完成，彈簧長時間運行老化恢復力減弱，導致風閘釋放不到位；

（3）風閘缸體內存在機組檢修調整推力受力時殘留的透平油，透平油未能夠徹底排出，在缸體內部形成油泥，造成活塞桿動作緩慢，導致風閘釋放不到位；

圖1 風閘機械結構圖

（4）風閘壓縮空氣含有水分，使缸體內部銹蝕，造成活塞桿動作緩慢，導致風閘釋放不到位；

（5）風閘內部密封圈存在磨損，活塞桿與缸壁之間的摩擦力減小，風閘頂起的過程中，壓縮空氣帶動活塞桿旋轉，活塞桿與備母相對運動，導致風閘釋放不到位。

4 問題分析

（1）自2015年，增加了對風閘幾個行程值測量次數，具體數據如表1。對測量數據分析發現，近一個月的時間內Δh1（見圖1）增加了2 mm，備母發生位移的原因成為首先查明的問題。每次行程開關處于臨界狀態時，風閘釋放后Δh2數值小于18 mm，此時風閘釋放無法壓實行程開關，導致風閘釋放不到位，但是在實際情況中鎖母被連桿鎖死無法轉動（見圖1），排除了鎖母本身的問題。

表1 風閘行程數據統計表

（2）根據風閘結構和現場實際條件，測量4號機組8個風閘兩側彈簧都有不低于10 mm的預留壓縮量。為了保證調整時風閘兩側彈簧的受力一致，在兩側彈簧下端部分別加上一個5 mm的鋼制墊圈墊，彈簧備母的位置保持不動。根據胡克定律，即F=KX。其中F為彈簧的回復力，單位為N；X為彈簧壓縮量或者拉伸量，單位為m；K為彈簧的勁度系數。可以計算出調整后，風閘單側增加的回復力為0.005 K，兩側增加的回復力之和為△F=0.01 K。這樣一來，增加彈簧壓縮量，風閘釋放時，在兩側彈簧的作用力下可以更好地下落，因此排除了風閘彈簧本身的問題。

（3）機組每次進行推力受力測量時均要向C腔注入壓力透平油，雖然每次都在排油，但是風閘缸體內殘留的透平油未能夠徹底排出，在缸體內部形成油泥，活塞動作緩慢，導致風閘釋放不到位，因不具備檢查條件，采取定期對風閘進行排油的臨時措施，具體情況見表2。

表2 風閘排油統計表

總上所述，此原因無法排除。

（4）風閘壓縮空氣含有水分，使缸體內部銹蝕，活塞桿運動時與缸壁發生摩擦，動作緩慢，導致風閘釋放不到位，因不具備檢查條件，每天對風閘壓縮空氣進行排污處理，每次排污都存在少量的水分。綜上所述，此原因無法排除。

（5）風閘內部密封圈磨損嚴重，活塞桿與缸壁之間的摩擦力減小，風閘頂起的過程中，壓縮空氣帶動活塞桿旋轉，導致風閘釋放不到位，因不具備檢查條件，此原因無法排除。

5 問題處理

2017年結合4號機組擴大性C級檢修，將7號風閘吊出機坑，風閘解體后抽出活塞桿，對缸體缸壁進行檢查未發現銹蝕現象，缸體內底部殘留少量透平油，但是并未形成油泥。因此問題（3）、問題（4）可以排除。測量缸體內徑為250.50 mm，對舊密封圈外徑進行測量，尺寸為250.00 mm，對新的密封圈進行測量，尺寸為251.50 mm，磨損量達到1.5 mm，將舊密封放入缸體內上、下移動幾乎無摩擦力。更換新的密封，將風閘零部件回裝，進行壓力試驗，具體數據見表3。

表3 風閘壓力試驗數據統計表

通過試驗數據可知，新的密封圈密封良好，在1.25倍工作壓力下，30 min內無泄壓的要求。將整個風閘回裝至機坑，進行風閘試驗，動作正常。為了確保機組安全穩定運行，雖風閘處理完畢，但是近期還是要對7號風閘重點關注檢查直至運行穩定。

6 結束語

本文從問題發現到問題解決進行了詳細地分析研究，對可能存在的問題逐一排查，暫時不能處理的問題，制定了臨時措施，最終找到問題的原因將問題處理，確保機組能夠安全穩定運行，希望通過本文給存在相似問題的水電廠提供一個解決問題的方向。

[1]GB/T 8546—2003水輪發電機組安裝技術規范[S].北京：水利電力出版社,2003.

[2]張誠,陳國慶.水輪發電機組檢修[M].北京:中國電力出版社,2011.

TV738

B

1672-5387（2017）12-0044-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.017

2017-11-01

孫永（1987-），男，助理工程師，從事水輪發電機組機械部分檢修及水泵水輪機軸線調整等工作。