中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350000
摘要：灯泡贯流机组受油器操作油管在安装过程中出现摆度异常情况。经过排查，原因是操作油管外管变形及中管外壁滑块与外管相互卡阻。通过跟换外管及研磨滑块，成功解决了问题，提高了机组运行安全性、可靠性。
关键词：灯泡贯流机组 受油器 外管 导向头
1.概况
峡江水利枢纽工程，设计安装9台灯泡贯流机组，单机功率4万千瓦，总装机36万千瓦，多年平均发电量11.42亿千瓦。发电机型号SFW40-84/8820，容量44.44MVA/40MW，额定电压13.8KV，额定电流1859.4A，功率因数0.9，额定转速71.4r/min。
电站发电机采用与水轮机共用一根主轴，转子、定子布置在径向轴承和推力轴承的上游侧的悬型结构。定子在安装间叠片、下线，转子支架和磁轭、磁极在安装间装配完成，无轴结构；径向和推力轴承需在工地组装，径向轴承设计有高压油顶起装置，采用压力油的方式进行润滑和冷却；通风系统采用轴流风机强迫通风。
2.受油器设备作用、结构
受油器是灯泡贯流机组的一个重要部件，起着传输和分配操作油压的关键作用。来自油压系统高位油箱的低压油（0.25Mpa）经受油器操作油管作用于转轮轮毂，以防止水流进入转轮内部。压力油罐的中压油（6.3Mpa）经受油器操作油管作用于桨叶接力器缸并控制叶片的协联角。在机组的运行中受油器是最容易出现故障的结构之一，大多数情况下是由于操作油管的摆度超出允许范围，可能造成：
① 浮动瓦磨损后，被磨损下来的铜粉跟随压力油一起循环沉积在受油器体、转轮体、调速器集油槽等位置，污染了透平油。运行油系统各阀芯表面光洁度被破坏，调速器导、桨叶油路滤网严重堵塞，影响机组安全运行。
② B瓦磨损后，桨叶接力器开、关腔相互窜油，从而导致桨叶接力器动作缓慢、抽动频繁。调速系统的桨叶时常被迫采用手动定桨运行，无法实现自动协联运行。当窜油量大时，则会出现桨叶操作困难，甚至拒动的现象。
③ C瓦磨损后，浮动瓦漏油量和甩油量增大，可能使透平油进入发电机定子内部，恶化线圈外部运行环境。调速器耗油量随之加大，从而使调速器油压装置油泵频繁启动，这样不仅延长了油泵的运行时间，而且加速了螺杆泵各部件的磨损。
受油器采用A、B、C三道浮动瓦分别与操作油管的外管及中管导向头相互配合的结构形式，设计瓦间隙为0.08mm~0.11mm。操作油管的外管采取法兰-螺栓的连接方式与主轴上游法兰面把合。操作油管的中管套装于外管内腔，在中管的外壁圆周均布焊有六条71mm×150mm的导向滑块，用于定位（滑块与中管的设计同心度0.2mm），保证中管、外管的同心度要求。中管上游侧同样采取法兰-螺栓连接方式与导向头把合，导向头的摆度可通过连接法兰调整。受油器结构见图1：
图1 部分受油器结构图
3.盘车过程
3.1盘车方法的简述
受油器盘车时由于其结构形式的限制，只能先盘外管，待外管轴线找正后与主轴连接固定。然后连接导向头和中管的组合螺栓，再次盘车，找正导向头的轴线。
在操作油管与A、B、C三道浮动瓦配合的对应轴颈位置分别架设百分表，每道浮动瓦架设两块百分表监测摆度数据，水平方向记为X表，垂直方向记为Y表。轴颈按圆周8等分作记号。
将一台5t手拉葫芦上端悬挂固定于定子内部下游侧管型座进人门处，葫芦吊钩通过钢丝绳固定在转子支架下游侧环板上。检查发电机空气间隙，水轮机转轮室桨叶间隙无异物，退出转子锁定装置。开启发电机导轴承高压油顶起装置，调整顶起油压，在导轴承瓦面和主轴间建立润滑油膜，使机组转动轴系垂直顶起0.05mm~0.08mm。人力拉动葫芦链条使转动轴系缓慢旋转。每当轴系转动到操作油管的八分之一等分点处，即关闭高压油顶起装置，松开受力的葫芦链条，以消除外力对百分表测量读数的影响。机组轴系停止转动两分钟后，记录X表、Y表的测量数值。
3.2外管盘车
外管的设计尺寸：浮动瓦处轴颈外径mm，法兰外径686mm，长度1333mm。
考虑外管法兰面有设计一道密封盘根，如果在把合面间加铜垫调整外管盘车摆度，有可能影响盘根的密封效果，决定通过研磨外管法兰面来调整摆度。某台机组几次盘车后的外管摆度数据见表1：
表1 外管盘车数值（0.01mm）
根据X表和Y表的摆度数值和方位可知，外管的盘车曲线不符合正弦曲线规律。在4-8点处，净摆度发生了“跳跃”。
通常情况下影响盘车摆度的因素有：
① 轴颈表面局部清洗不到位，存在高点、毛刺。
② 外管加工精度小量不满足要求，存在微量的偏心。
③ 外管法兰与主轴把合螺栓没有对称拧紧或拧紧力矩不足致使旋转过程中外管与主轴相对滑移。
④ 百分表托架加固不牢靠刚度小，人在灯泡头中走动时造成百分表晃动。
⑤ 操作油管与其他设备有直接或间接接触。
经过仔细排查，初步认为是外管的本身异常造成了盘车摆度的不规律现象。随后，利用外径千分尺对外管的外径进行了测量，得到的外径值分别是1-5点：465.77mm，2-6点：465.77mm，3-7点：465.76mm，4-8点：465.63mm。显然，外管的变形已使其外径尺寸远超过设计允许值，必须更换外管。由于施工工期紧凑，另外加工、发货一根外管耽误工程进度。经监理、业主、制造厂家确认协调后，更换了已到货但还未安装的另外一台机组的受油器外管。新安装外管的盘车数据见表2（净摆度不大于0.1mm为合格）：
表2 更换后外管的盘车数值（0.01mm）
3.3导向头的盘车
外管盘车完成后与主轴法兰共同钻铰销钉孔固定，把合导向头和中管的连接螺栓。导向头外径mm，长度460mm，与浮动瓦A、B相配合。通过研磨导向头法兰面的方式来调整其轴线，盘车得到的摆度数据不符合正弦曲线规律。仔细检查发现，靠近导向头法兰面处的中管滑块与外管间存在卡阻现象，影响了盘车摆度。旋转机组轴系，分别在八等分位置停留，用塞尺检查六条滑块与外管的配合间隙。有五条滑块在任何位置停留时，与外管的配合间隙均有0.15~0.20mm，其中一条滑块在不同位置停留时与外管的配合间隙如图2：
图2 滑块与外管间隙（mm）
由于滑块的卡阻，导向头不是处在自由状态。分析表明中管的挠度，导向头自身的重力，外管施加到中管的反作用力三者共同影响了盘车摆度的真实读数。依次拆出导向头、外管，分多次少量的研磨滑块，直至卡阻的滑块旋转到任何位置停留时与外管的间隙均有0.15~0.2mm。再次盘车，测量记录导向头摆度数据如表3（净摆度不大于0.1mm为合格）：
表3 导向头的盘车数值（0.01mm）
4.处理后效果
2014年8月机组投入运行以来，经历各种运行工况的考验，没有发生浮动瓦磨瓦、烧瓦现象。机组振动摆度正常，调速器油压装置油泵启、停间隔时间正常。历次检修中，对受油器各部检查，各浮动瓦轻微磨损，配合间隙没有增大，轴颈光洁度完好，说明受油器操作油管的盘车效果良好。
论文作者:汤明春
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/3
标签：油管论文; 导向论文; 机组论文; 盘车论文; 法兰论文; 桨叶论文; 操作论文; 《建筑细部》2018年第11期论文;