萬家寨水電站1～4號機(jī)組接力器鎖錠漏油分析及升級改造

黃永華,郭小鵬

(萬家寨水電廠，山西偏關(guān) 036412)

萬家寨水電站裝有6臺立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量180 MW，最高水頭80 m，最低水頭50 m，額定水頭68 m。根據(jù)水輪機(jī)與配套調(diào)速器的接力器連接方式，萬家寨水電站1～4號機(jī)組接力器鎖錠為銷軸活塞式結(jié)構(gòu)[1]，接力器鎖錠結(jié)構(gòu)見圖1。微機(jī)調(diào)速器型號為GIPIPID-TSLG，液壓系統(tǒng)額定壓力6.4 MPa，鎖錠的投入和拔出均靠調(diào)速器液壓系統(tǒng)驅(qū)動[2-3]。由于鎖錠結(jié)構(gòu)為銷軸活塞式，且驅(qū)動壓力較高，導(dǎo)致鎖錠密封存在不同程度的漏油，為了解決接力器鎖錠的漏油問題，我們對接力器鎖錠進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 鎖錠漏油原因分析

鎖錠的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了鎖錠密封為動密封，該密封在較高壓力的驅(qū)動下容易出現(xiàn)間隙泄漏。泄漏原因主要有以下幾點(diǎn)：

圖1 接力器鎖錠結(jié)構(gòu)示意圖

(1) 鎖錠缸和鎖錠銷表面因油流雜質(zhì)而出現(xiàn)劃痕[4-5]，導(dǎo)致間隙泄漏；

(2) 鎖錠驅(qū)動壓力較高，動密封[6]存在一定的間隙泄漏；

(3) 鎖錠密封有O型密封圈、塵刮圈和耐磨環(huán)，這樣的組合型密封[7]不便于安裝、維護(hù)，且在安裝的過程中因機(jī)械擠壓容易扭曲變形或被切屑，導(dǎo)致密封漏油；

(4) 鎖錠在拔出位置時，拔出腔一直有壓[8]，極易造成間隙泄漏。

2 鎖錠改造內(nèi)容

鑒于接力器鎖錠存在的上述問題，我們對鎖錠結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動部分進(jìn)行了升級改造[9-10]。

(1) 取消原鎖錠液壓缸，鎖錠的投入和拔出由外置的鎖錠液壓缸來完成[11-12]。外置鎖錠液壓缸見圖2。

圖2 外置鎖錠液壓缸圖 單位：mm

(2) 根據(jù)原鎖錠銷的結(jié)構(gòu)、鎖錠行程以及外置鎖錠液壓缸的連接方式，我們對原鎖錠銷進(jìn)行了改造，改造[13]后的鎖錠銷僅作為銷軸使用。改造后的鎖錠銷見圖3。

圖3 改造后的鎖錠銷圖 單位：mm

(3) 為了確保改造后的鎖錠銷在外置鎖錠液壓缸的驅(qū)動下，鎖錠的投入和拔出功能一樣，且行程不變。我們將外置鎖錠液壓缸的行程和原鎖錠行程設(shè)計(jì)一樣，且外置鎖錠液壓缸的連接法蘭與原鎖錠限位端蓋的外形尺寸一樣，以便將外置的鎖錠液壓缸安裝到原鎖錠缸上(詳見圖1、2)。另外，我們設(shè)計(jì)了一個活套法蘭與外置的鎖錠液壓缸活塞桿進(jìn)行連接，然后將活套法蘭固定在改造后的鎖錠銷上，以實(shí)現(xiàn)鎖錠銷的投、拔功能。同時，這樣的連接方式避免了活塞和鎖錠銷蹩勁，造成鎖錠銷投入和拔出時出現(xiàn)發(fā)卡的問題。為了防止活塞桿和活套法蘭之間的連接出現(xiàn)松動或脫落，我們在外置液壓缸活塞桿的端部螺桿上設(shè)計(jì)了鎖緊螺母和背帽。活套法蘭、鎖緊螺母及背帽見圖4。

圖4 活套法蘭、鎖緊螺母及背帽圖 單位：mm

(4) 將原鎖錠的進(jìn)出油管改為定制的高壓軟管，高壓軟管便于安裝和拆卸。

(5) 封閉原鎖錠缸進(jìn)、出油口，避免異物進(jìn)入。

(6) 根據(jù)安裝位置，在改造后的鎖錠銷圓周方向上確定M18的導(dǎo)向桿螺栓孔，該導(dǎo)向桿具有防止鎖錠銷轉(zhuǎn)動和觸碰鎖錠行程開關(guān)推桿的作用，使行程開關(guān)輸出鎖錠投、拔信號。改造后的鎖錠銷詳見圖3。

3 鎖錠施工工序及注意事項(xiàng)

(1) 拆卸接力器鎖錠輔助部件，如：進(jìn)出油管、限位塊、行程開關(guān)等，同時做好防漏措施和相應(yīng)的防護(hù)，如：漏油、磕碰等。

(2) 拆卸鎖錠，取出鎖錠銷，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙加工鎖錠銷，同時完成鎖錠改造的其它輔助部件，如：鎖緊螺母、活套法蘭等。

(3) 根據(jù)改造內(nèi)容進(jìn)行接力器鎖錠的安裝[14]，安裝前應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1) 核實(shí)所有加工件的尺寸是否與圖紙一致，同時檢查加工件是否滿足圖紙技術(shù)要求。

2) 外置鎖錠液壓缸已按要求生產(chǎn)好。經(jīng)試驗(yàn)，動作靈活、無滲漏，且相關(guān)尺寸符合圖紙要求、外觀未見異常。

3) 檢查、清洗鎖錠液壓缸的連接接頭和軟管。

(4) 接力器鎖錠安裝完畢后，連接油泵進(jìn)行鎖錠的投入和拔出試驗(yàn)[15]，檢查改造后的鎖錠動作是否靈活、行程是否合適。

(5) 鎖錠投入和拔出試驗(yàn)正常后，連接鎖錠的進(jìn)出油管、行程開關(guān)等輔助部件。

(6) 鎖錠輔助部件安裝完成后，用調(diào)速系統(tǒng)壓力驅(qū)動鎖錠，全面檢查鎖錠動作是否靈活、反饋信號是否正確以及有無滲漏等。

(7) 鎖錠安裝和調(diào)試完成后，即可投入正常運(yùn)行。

4 結(jié) 語

接力器鎖錠經(jīng)過升級改造后，現(xiàn)已解決了鎖錠漏油的問題，同時為萬家寨水電站類似難以突破的“三漏”問題提供了參考。確保萬家寨水電站所轄設(shè)備的安全、可靠、高效運(yùn)行。