东莞市永明水电安装工程有限公司 广东省东莞市 523290
摘要：作为调速器的操作机构，水轮机调节、导水叶的开与关均需要得到接力器的支持，但接力器控制环不时出现的跳动现象却往往会影响其性能发挥，近年来相关研究的大量涌现也证明了该跳动现象危害的严重性，基于此，本文简单分析了水电站接力器控制环跳动原因，并详细论述了水电站接力器控制环跳动处理措施，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：水电站；接力器；控制环
前言：水轮发电机组的运行质量会受到接力器检修质量的直接影响，控制环跳动一般由接力器引起也能够证明这一认知，在笔者的实际调研中发现，接力器活塞偏转、前后腔缓冲油口深度尺寸不同等原因均可能导致控制环跳动，而为了尽可能解决这类控制环跳动问题、保证水电站安全稳定运行，正是本文围绕水电站接力器控制环跳动原因分析和处理措施开展具体研究的原因所在。
1.水电站接力器控制环跳动原因分析
1.1S水电站实例分析
S水电站安装有单机容量为50 MW的水轮发电机组6台，图1为S水电站2号接力器结构示意图，在一次1号机的A级检修中，检修人员发现2号接力器在全开、全关两个位置存在控制环跳动现象，且现象出现的同时伴有“咯吱咯吱”的异响。在初步检查中发现，2号接力器的活塞偏转超过20°、控制环抗磨板不存在异常，因此初步判断控制环跳动情况的出现源于2号接力器，而为了进一步明确问题原有，就2只接力器开展了解体检查。
图 1 S水电站2号接力器结构示意图
围绕2号接力器开展检查分析，可得出以下几方面接力器控制环跳动原因：（1）活塞偏转。结合检查，可确定2号接力器活塞偏转超过20°，在接力器进排油口与缓冲油口偏离的影响下，2号接力器出现了排油不畅、动作迟缓问题，这在一定程度上造成了控制环跳动问题出现。（2）前后腔缓冲油口深度尺寸不同。通过解体2只接力器，可确定二者在前后腔缓冲油口深度尺寸层面存在显著不同，二者的缸体前后腔与活塞的窗口搭叠量也因此存在差异，这在情况下2只接力器的动作速度出现了一定差异，全开或全关位置的控制环跳动因此出现。（3）行程不一致。结合2只接力器的解体检查，可确定二者的全行程不一致，其中1只接力器因全行程较小会在全开位置停止动作，而另1只则仍在动作，这同样为控制环跳动提供了契机。（4）侧推拉杆铜套装反。技术人员在解体检查中发现，2只接力器还存在侧推拉杆铜套装反问题，控制环侧推拉杆与接力器侧推拉杆因此出现了差异，这种差异同样属于导致控制环跳动的原因。
1.2Y水电站实例分析
Y水电站安装有单机容量250MW的单级混流可逆式水泵水轮机组4台，在一次运行过程中，工作人员发现Y水电站4号机组导叶关闭时间较正常关闭时间长50s左右，而在由此开展的分析处理中，技术人员发现水车室控制环存在强烈的振动感并发出来较大的沉闷金属撞击声，图2为控制环与顶盖剖面图，由此开展控制环及其相关连接部件外观检查、接力器推拉杆水平度测量等一系列分析试验，可确定控制环的跳动源于接力器，在开展接力器操作油回路检查后，技术人员初步确定了右接力器存在问题，而开展深入分析则可以确定问题源于节流处的油泥堵塞。
图 2 控制环与顶盖剖面图
2.水电站接力器控制环跳动处理措施
2.1S水电站处理措施
结合上述分析，技术人员开展了如下处理：（1）活塞偏转处理。依次进行接力器活塞套缸、接力器安装，并保证进排油腔油口与前后腔缓冲油口对准、开展耐压试验（30min、3.15MPa）与渗漏试验（8h、2.5MPa），在确定不存在异常和渗漏后进行接力器吊装，在装入销钉、打紧组合缝螺丝后进行控制环吊装，导水叶捆绑好后需联结接力器和控制环推拉杆双向螺母并背紧背帽。值得注意的是，为从根本上进行活塞偏转的处理，需使用电焊焊住双向螺母、2只背帽、控制环侧推拉杆。（2）前后腔缓冲油口深度尺寸处理。在完成接力器各部件的清洗与测量后，进行数据的分析处理，可得出2只接力器各部件尺寸，如1号接力器前端盖止口高度、活塞长度、缸体长度分别为29.98mm、380.00mm、777.76mm，而2号接力器的前端盖止口高度、活塞长度、缸体长度则分别为28.22mm、379.88mm、776.80mm，结合数据开展分析可确定1号接力器的前腔缓冲油口相对值较2号接力器大2.74mm，因此需使用圆锉将接力器前后腔缓冲油口深度由49.60mm与50.00mm修正为51.60mm与52.00mm，由此即可实现2只接力器进排油速度的相同，表1为2只接力器各部件尺寸表。（3）全行程不一致处理。结合计算，可确定1号接力器、2号接力器的理论全行程分别为339.40mm、341.54mm，二者的理论全行程设计差值为2.14mm，考虑到该处理困难较高且对接力器工作的影响较小，因此技术人员未进行全行程不一致处理。（4）侧推拉杆铜套装反处理。采用正确安装方式进行侧推拉杆铜套装安装，将原处于接力器上端的铜套抗磨面移至下端，侧推拉杆铜套的承重抗磨作用得以顺利发挥。值得注意的是，具体处理需进行1号接力器推拉杆指针螺孔的重新加工，并使用刨床将接力器铜套抗磨面刨去2mm，由此即可从根本上解决S水电站接力器控制环跳动问题。在完成处理后，开机时间由故障时的12.5s降为12s，关机时间则由7.5s变为7s，控制环动作平稳且声音恢复正常。
表 1 2只接力器各部件尺寸表（mm）
2.2Y水电站处理措施
图3为Y水电站4号机组右接力器结构示意图，由此可发现右接力器通过调节锥形螺杆改变截面积实现调速节流装置功能，但由于缸壁与接力器活塞间的密封会不断产生摩擦，这就使得摩擦产生粉末在节流处逐渐形成了大量油泥，节流装置的堵塞因此出现。因此，技术人员在完成节流处油泥处理、缸体内杂质处理后，进行了油路和调速节流装置的冲洗，随后则采用调整调节螺栓、增大节流横截面措施开展了导叶接力器的改进，由此实现了Y水电站4号机组接力器控制环跳动的处理，机组安全、稳定运行也由此得到了保障。
图 3 Y水电站4号机组右接力器结构示意图
结论：综上所述，水电站接力器控制环跳动原因分析和处理具备较高现实意义，在此基础上，本文涉及的活塞偏转处理、前后腔缓冲油口深度尺寸处理、全行程不一致处理、侧推拉杆铜套装反处理、增大节流横截面等措施，则为水电站接力器控制环跳动处理提供了可行性较高的路径，而为了更好保证水电站的安全稳定运行，接力器检修标准编制、接力器解体检查、调速节流装置影响分析均需要得到相关业内人士重点关注。
参考文献：
[1]黄福,覃江滨.桥巩水电站天阿机组导叶接力器的技术改造[J].广西电业,2017(08):64-66.
[2]李永红,朱海峰,赵浩,祁亚静,胡立昂,陈超.水泵水轮机控制环窜动原因分析及处理[J].水电站机电技术,2016,39(12):60-62+65.
[3]李德红,陆建峰.紧水滩电厂5号机接力器的改进[J].水电站机电技术,2016,39(02):15-16+24.
论文作者:叶润涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/29
标签：水电站论文; 拉杆论文; 活塞论文; 机组论文; 技术人员论文; 原因论文; 行程论文; 《防护工程》2018年第22期论文;