受油器后端噴油原因分析及處理

黃慧仙

（華電（沙縣）能源有限公司，福建 三明 365500）

1 機組參數

某水電站位于福建省沙縣境內高砂鎮的沙溪干流上，在沙縣城關下游14 km處，是一座以發電和航運為主的樞紐工程。河床式站房安裝4臺12.5 MW燈泡貫流式機組。其中，2號機主要參數為：水輪機型號GZ850-WP-420，最高水頭11.2 m，最低水頭5.0 m，額定水頭9.5 m，額定轉速為125 r/min，額定流量148.9 m3/s，水輪機額定功率12.856 MW，飛逸轉速342 r/min。

2 幾次異常情況檢查

2號機受油器自2016-02機組恢復出力改造后，已多次出現機組在運行中后端噴油的緊急情況。為此，為能盡早恢復機組運行，檢修人員加班加點來完成搶修任務。

從幾次搶修中拆下的受油器浮動瓦的受損情況分析來看，都存在著一些共性——大、小浮動瓦靠外端側瓦壁的磨損遠大于靠中間側，浮動瓦成喇叭口狀；大、小浮動瓦防轉銷釘切斷。

3 原因分析及處理

2號機進行了恢復銘牌出力改造，受油器也隨之進行了技改，改變了原先粗大笨重的情況，站家在受油器原理結構上又稍作改動，原受油器瓦座本體大、小浮動瓦之間有一釋壓孔，改造后的受油器取消了該孔。根據現場檢查分析，受油器后端蓋噴油原因主要有以下3點。

3.1 受油器操作油管擺度大

某水電站機組大軸為空心軸，內設中間操作油管至槳葉開啟腔，中間操作油管外壁與大軸內壁形成關閉腔，中間操作油管內還設一恒壓油管。受油器的大、中操作油管以及恒壓油管通過固定螺栓分別與大軸、大軸內中間操作油管、恒壓油管相連。

大軸本身為一體加工，在擺度上可不予考慮。恒壓油管在運行使用中能前后移動（用于槳葉開度反饋），加之恒壓油管細長，有一定的徑向彈性，此徑向力在實際運行中僅對中操產生0.01～0.02 mm的徑向變形，影響不大，因此在盤車中不加以考慮。所以重點要注意的就是受油器大操作油管、中間操作油管與大軸的軸線重合度是否在合格范圍內，我們可通過盤車修配使受油器操作油管擺度在允許范圍內，以消除此因素。

3.2 受油器座與操作油管不同心

某水電站機組受油器座為一體加工制造，通過地腳螺絲固定在基礎座上。受油器座內設關、開腔，大、小浮動瓦分別置于其內部，座與大小瓦工作配合是依靠座內徑向平臺及受油器大小端蓋平臺，接觸部分為浮動瓦端部橡皮O形盤根，并通過盤根得以止漏和隔離腔室，以及利用盤根彈性特性讓浮動瓦與受油器座不發生剛性接觸而“懸浮”起來，并在軸向保留浮動瓦與受油器座配合間隙0.20～0.50 mm；將浮動瓦外壁與受油器內壁之間的徑向間隙調整均勻，保證受油器座與操作油管同心，防止受油器座與操作油管不同心而產生憋瓦現象。

3.3 受油器“中腔”壓力釋放緩慢

某水電站受油器有開啟腔、關閉腔，并沒有“中腔”一說，圖紙上也未注明，但它確實存在，位于開啟腔與關閉腔中間空腔區域。

在受油器工作時，調速器輸送給受油器操作油不可能同時開關兩腔，要么開啟腔進油，要么關閉腔進油。槳葉關閉操作時，壓力油進入受油器關閉腔后大部分壓力油通過大浮動瓦上輸油孔進入大操作油管，去操作槳葉關閉（此時開啟腔負責回油），還有少部分壓力油則通過大浮動瓦與轉動中的大操作油管上軸套間隙（修配間隙0.06～0.10 mm）擠壓出去，擠壓出的油流又分兩路，一路靠端蓋側，油流直接引向排油管；另一路則進入密閉的受油器中腔。此時，帶壓的油流進入中腔室要釋放壓力只能通過小瓦（即開啟腔）與中操軸套之間的間隙（修配間隙0.06～0.10 mm）擠壓到開啟腔進行排油泄壓，由于間隙狹小，壓力油（3.6～4.0 MPa調速器用油壓力）無法短時間內通過狹小間隙釋放，油壓必然會作用于各個面上，也會作用于中腔大、小浮動瓦O形盤根以內的端面上，在大、小浮動瓦端面上就產生了側向壓差（中側高壓，兩側無壓或是小瓦靠恒壓室側僅0.2 MPa壓力），浮動瓦向兩端位移并克服端蓋側O形盤根的彈力直接作用在端蓋上，發生剛性接觸，憋瓦。這也是近年來2號機受油器改造后，運行過程噴油和后端蓋漏油加重的主要原因之一。為了防止結構原理上存在設計缺陷，應在受油器中腔及恒壓室開一孔用管路連接，以達到釋放壓力油的目的。

4 安裝調試

4.1 盤車

根據這次事件，在靜態下操作，受油器座已經產生撬動，所以，盤車可以檢查操作油管是否已經變形錯位。本次修前操作油管盤車數據見表1.

表1 修前操作油管盤車數據

從盤車數據上看，操作油管與大軸同軸度在合格范圍內，最大值為中操測點3至測點7的0.10 mm。

4.2 大小浮動瓦的修配

事件發生后，立即將備用瓦與軸套進行加工處理，修配后小浮動瓦與軸套的間隙為0.08 mm，大浮動瓦與軸套間隙為0.09 mm。從數據上計算看，浮動瓦與軸套配合間隙、浮動瓦與受油器座端面間隙、浮動瓦端面的平行度等均達到了要求。受油器座中腔及恒壓室側向位開￠18孔，回裝后用高壓管相連接。

5 結束語

某水電站2號機水輪發電機受油器經搶修后，于2017-07-18投入運行，受油器整體運行情況良好，具體為：①受油器恒壓室的壓力修前0.2 MPa基本不動，修后操作顯示壓力在0.15～0.26 MPa之間，說明受油器“中腔”壓力釋放達到目的。②壓油泵及漏油泵啟動間隔時間均明顯延長。修前啟動間隔時間壓油泵為10 min、漏油泵為1 h 25 min，修后壓油泵為43 min、漏油泵為18 h 40 min，2個油泵啟動間隔時間大幅度延長，說明本次搶修后受油器浮動瓦的間隙配合良好，間隙漏油量極少。從以上數據看，受油器中腔壓力在操作過程中得到有效釋放，受油器憋瓦導致后端噴油隱患得以根除。