潮州供水枢纽西溪电站2号机组调速系统串油故障处理

余剑锋

(广东省潮州供水枢纽水力发电中心，广东 潮州 521011)

1 概 述

广东省潮州供水枢纽水力发电中心西溪电站总装机容量为2×14 MW，为灯泡贯流式水轮发电机组，最大水头为7.98 m，最小水头为2.00 m，设计水头为5.74 m，额定流量为283 m3/s，额定转速为78.95 r/min。西溪电站2号发电机组设计装机容量为14 MW，于2006年5月正式投运。随着运行时间的增长，转轮隐患问题日益突出，运行中调速器在特定区间出现油压下降较快，油泵频繁打油导致油温上升，出现油温过高现象。同时，在年度检修油化验报告中发现转轮体异常磨损等现象。由于机组未进行过B级以上的检修，调速器油温过高缺陷一直未得到消除，平常运行中机组只能带病运行，存在较大的安全隐患。

2014年8月，运行人员发现西溪电站2号机组运行时调速器压力油罐压力下降较快，调速器油泵从空载至打油间隔由2 min缩短至45 s，桨叶操作油管频繁充油，管路发热，调速器油温高达50 ℃且呈逐渐上升的趋势，机组被迫停机。停机后查看调速器油温曲线发现油温与机组桨叶开度有关(40%～60%区间油温明显上升，油罐压力及油位下降较快)，表明此区间机组转轮存在串油现象。

2 原因分析

2.1 调速系统油温高的原因

·调速器油泵自身原因引起。

·电液转换器、主配压阀、感压阀等异常引起。

·受油器串油量过大引起。

·导叶接力器开关腔相互串油导致频繁操作。

·转轮(桨叶)接力器缸串油引起。

其中前四种原因均通过日常维护及年度C级检修排查出非引起本次调速器油箱油温过高的主要原因，尤其是运行时桨叶开度在40%～60%区间油温明显上升，油罐压力及油位下降较快表明油温过高主要原因集中在桨叶接力器缸。

2.2 转轮接力器串油主要原因

(1)接力器缸与转轮体芯密封采用2道φ7的O型密封圈(见图1)，此密封不抗磨，易拉伤及老化造成串油，导致油泵频繁打油，油温升高。

图1接力器缸与转轮体芯密封

(2)转轮体体芯表面存在异常磨损拉伤，这是特定区间油压装置压力下降过快、油温上升的主要原因(见图2)。

图2转轮接力器串油

3 制定对策

为消除2号机组调速系统油温过高缺陷，彻底消除转轮体安全隐患，于2016年4月份开始对其进行A级检修。检修拆解转轮过程中发现桨叶接力器密封严重老化及磨损，拆出密封件如下所示(见图3)。同时，还发现转轮体芯表面存在大面积磨损拉伤(见图4)。通过转轮解体，印证了接力器串油从而导致调速器油温高的原因分析；为了解决故障及消除隐患，制定出了西溪电站2号机组转轮接力器缸串油对策处理措施(见表1)。

图3 O型密封圈老化及磨损情况

图4 转轮体芯表面拉伤情况

4 对策实施

为解决转轮体接力器缸与转轮体芯之间的密封问题，按照对策要求，将在接力器缸新加工1道盘根槽，用异形同轴密封GTDI替换O型密封圈，修复转轮体芯拉伤面。

4.1 密封改造

(1)将活塞缸的O型圈密封更换成异形同轴密封GTDI，异形同轴密封由1个异形的轴用阶梯圈和1个异性Y形圈组成，阶梯圈与活塞杆形成配合对偶面，达到密封效果。异形Y形圈具有密封作用，并对异性阶梯圈提供弹力，对磨损起补偿作用。适合液压缸活塞杆的密封一般与导向套配合使用。异形同轴密封用于单侧承压的活塞杆，在受压的苛刻条件下具有非常高的压力稳定性，具有高耐磨、低摩擦特性，无粘滑现象(见图5)。

图5异型同轴密封

(2)接力器缸新加工1道宽为21 mm、深为10 mm的槽，用于安装异型同轴密封，如下所示(见图6)。

图6接力器缸加工示意

4.2 转轮体芯修复

转轮体体芯外表面拉伤处进行返厂修复，修复前后如下所示(见图7)。

图7转轮体芯表面拉伤修复情况

5 实施效果

西溪电站2号机组于2016年10月完成检修，并进行72 h试运行工作，转轮接力器串油改造措施实施后对调速器油泵打油间隔及油温进行了统计(见表2、表3)。

表2 实施前后调速器油泵打油间隔统计

表3 实施前后调速器油箱油温统计

以上统计表统计结果显示，改造实施后， 调速器油泵打油间隔时间由原来的45 s延长至133 s，大幅度减少了调速器油泵打油频率，油温也下降了约

3.2 ℃，说明转轮接力器串油故障得以解决。

6 结 论

西溪电站2号机组转轮接力器缸密封经消缺改造后，在转轮回装装配后加压试验未发现漏油，机组投运后在改造前串油区带负荷运行再没有出现串油现象，调速器油箱油温温度与调速器油泵打油间隔均恢复正常值，证明转轮接力器不再串油，机组恢复稳定运行。

本次对调速系统油温高问题的处理对今后电站其他3台机组转轮体密封改造具有重大参考作用，也为同类型水电站解决类似问题提供了参考。