水电站调速器漏油原因分析及处理

林举盈

摘 要：调速器是水电站的重要设备之一，电力网的频率变化要求在一定的范围内，如何保证发电机的频率满足要求，这要靠调速器来实现转速的调整。本文通过对恩平市凤子山三级站4号调速器的分解，分析了调速器漏油的主要原因，通过采取措施后，使调速器的漏油量减少，工作性能得到了改善。

关键词：调速器 漏油 原因分析 处理

1.概况

恩平市凤子山三级电站于1972年建成投产，共装有五台机组（现六台），每台机组额定出力500kw，设计工作水头15m，额定流量4.8m3/s，受当时资金和技术的限制，五台水轮机组都是采用人工手动控制的调速器，型号是600KG-M。凤子山三级电站地处多雷区，在打雷下雨时要正常发电，经常会因打雷造成总断路器跳闸，至使五台机组“飞车”，由于调速器是人工关机，往往不能及时关闭机组，给机电设备带来很多不安全的因素。而且小水电站经常是在峰期开机，谷期停机，开关比较频繁，给运行人员带来较大工作量。因此凤子山三级电站将原调速器逐年更换为自动液压调速器，4号机调速器是1988年更换的。调速器型号YT-600，额定油压2.5MPa，工作容量600kg.m，经改造后运行至今已有二三十年，运行效果良好，但由于运行时间久，出现一些问题。

2.存在主要问题

凤子山电站4号机组的调速器，由于运行时间长，又多年没有检修，开停机又较频繁，4号调速器出现了较大的漏油，影响机组运行：①开度限制阀漏油量较大；②在开机的过程中，增负荷操作后，主配压阀漏油量增大，需要作少许减负荷操作后，主配压阀漏油量才减少，后来发展为主配阀漏油量急剧加大，严重影响机组的安全运行。

3.漏油原因分析

3. 1开度限制阀漏油原因分析

拆开开度限制阀，对衬套进行测量，工作窗口高度为8.20mm，开度限制阀塞的工作阀盘高度为8.42mm，上工作边磨损严重，呈现斜角，和搭迭区呈现明显圆角，下工作边斜角及圆角不明显，搭迭量计算：△h=（8.42-8.20）/2=0.11mm。根据经验，最佳搭迭量：△h最佳=0.11mm。查找厂家说明书，新机时本阀塞的搭迭量为0.11mm，对于使用飞摆，而短时使用开限机构来说，这的确是最佳搭迭量，但由于凤子山三级站4号发电机是6.3KV出线的高压机组，而且没有永磁机，所以调速器的飞摆（即引导阀）不参与工作，只用手轮控制开度限制阀调节水轮机。这样，对于长期使用的开限机构来说，则0.11mm偏小。天津市某水电控制设备厂生产的调速器，开限阀搭迭量设计值为0.16mm左右。因此，上工作边磨损严重，是造成开限阀漏油量大的主要原因。至于为什么会造成上工作边严重磨损，分析认为，由于凤子山三级电站的调速器没有用引导阀，操作时只靠开度限制阀来控制。据了解，当运行人员调节调速器达到某一开度时，就停止了手轮操作。在这种情况下，通常使开限阀针塞无法回到几何中心位置，造成针塞上工作边的搭迭量较小，下工作边搭迭量大，上工作边漏油就较大，再加上操作时上工作边搭迭量偏小，长期这样工作，就使得了上工作边磨损较为严重，漏油也随之增大。另一个可能原因是由于油中含有纸绒，卡住了主配压阀或开限阀，从而影响两阀不能正确回到中间位置，因为在拆开滤油器时发现滤网有大量纸绒，而滤网有两处穿孔，纸绒可能从孔中进入油道。

3.2主配压阀漏油原因分析

正常情况下，主配压阀会有少量漏油，但漏油量不能超出正常范围，这样大量的漏油很明显是属于不正常现象。因此对主配压阀进行分解，分别检验大盘间隙与小盘间隙，大小盘的间隙都是0.02mm，间隙适合。大盘搭迭量为0.20mm，小盘的搭迭量为0.18mm。根据经验，主配压阀间最佳搭迭量为0.158-0.187 mm。天津某厂搭迭量设计值为0.16mm负偏差，广东某调速器厂搭迭量的设计值为0.20mm负偏差，本主配压阀实测搭迭量符合广东某厂设计要求。又由于阀塞的阀盘工作边搭迭区未出现明显圆角，认定本主配压阀仍然可以使用，不会产生较大的漏油量，故以上问题不会是造成主配压阀较大漏油的主要原因。后经分析漏油大的原因可能是法兰的低压石棉橡胶板热破裂，原装配使用的是低压石棉橡胶板，其使用寿命一般4～5年。水电部规定机组每三年进行大修一次，本机组自前次检修至今已有5年，拆开时，见到低压石棉橡胶板已经溶化、破裂。

另外，在增加负荷操作后，主配阀漏油量增大，需作少许减负荷操作后，漏油量才减少。根据主配压阀的结构图可以看出，造成这种现象的原因，前面已论述，当增负荷操作后，开度限制阀针塞没有停在几何中心位置，也造成主配压阀的阀盘无法回到几何中间位置，主配压阀下部窗口漏油就较大，使得增负荷操作后开机仓油压增大，压迫原本破裂的石棉橡胶板，所以漏油较大。作少许减负荷操作后，主配压阀向上移动，阀盘完全遮住下部窗口，开机仓的油压减小了，漏油量也就减少。

4.处理措施

针对以上调速器漏油原因的分析，对开度限制阀和主配压阀分别采取以下处理措施：

（1）开度限制阀。由于阀塞上工作边磨损严重，已不能用，所以决定成套更换开度限制阀，但从仓库中拿来的开限阀测得的搭迭量△h=0.10mm，根据凤子山三级电站的实际，这个搭迭量有点偏小，因此决定用新阀塞和旧衬套组合使用（其搭迭量△h=0.12mm，合适），但是安装时发觉新阀塞不能进入旧衬套内，从上往下和从下往上插，都只插入5mm，决定用原阀塞与衬套对磨（使用油石粉）把衬套孔扩大，然后放入新阀塞。这种对磨方法，衬套孔扩大后必然有些少腰形，即两头大，中间小，当工作阀塞工作区附近的间隙合符要求时，上下两阀盘之间的间隙必然稍偏大，所以试机时发现，开度限制阀间漏油比新的限制阀漏油量稍偏大，而比原来的漏油量少了许多。此漏油量的增加，是由于下下两个非工作盘间隙增大而引起的，而中间工作阀盘的间隙是合适的，所以对调速器的性能没有影响。即此组合开限阀的工作能力与新的开限阀的工作能力是相同的。

（2）主配压阀。①对于轻微拉伤的衬套，可以采用水砂纸及牙膏研磨，而不能用一些硬的物件磨，要用手指研磨。②由于低压耐油石棉橡胶板只适用小于1.5MPa的地方，因此决定用中压石棉橡胶板更换低压石棉橡胶板。

5.结语

采取以上的处理措施后，再进行原先的操作，调速器的漏油量明显减少，同时通过试验，调速器的工作性能也得到了改善。作为水轮机组的调节设备，调速器的作用非常重要，调速器投入运行后，要注意维护，要定期大修和小修，同时要注意清洁油压装置，以保证调速器对油质的要求，确保调速器正常安全运行。

参考文献：

[1]张维强.水轮机调节及辅助设备.水利电力出版社.1986.

[2]天津市水电控制设备厂.调速器.1990.

[3]李国晓.水轮机调速器运行与维护.中国水利电力出版社.2012.

[4]吴甲铨.调速器的运行与故障分析.武汉水利电力大学.1997.