都平水电站灯泡贯流式机组受油器结构改造

林波弟

(肇庆市贺江电力发展有限公司，广东 肇庆 526551)

1 概 述

都平水电站位于广东省封开县西江支流的贺江上，为径流梯级电站，是肇庆市贺江电力发展有限公司对贺江进行梯级开发的第2座电站，总装机容量2×15 MW，属灯泡贯流式机组，2台机组分别于1992年11月和1993年4月投产发电。

受油器是水轮发电机组的一个重要部件，它是通过固定的壳体经旋转轴进行油源输送的一种转换装置，用于外部的高压油通过静止的管路系统连续注入主轴上的相应进口中；并通过该压力油操作活塞机构动作，调整水轮机桨叶的转动，从而达到调节。该机组受油器由于是较早开发的第一代受油器，属于发电机组的关键并且易于出故障的设备。

2 故障现象及原因分析

2020年8月2日，电站1号发电机带满负荷运行，机组在运行中桨叶自动全关至零，之后无法动作，监控后台显示调速器随动系统故障。由于失去桨叶协联关系，机组负荷减少，振动加大，被迫停机。

电站检修管理人员根据故障现象，结合机组运行历史情况，初步判定故障原因出自受油器。电站立即启动机组检修程序，在排油管排油过程中发现轴承滚珠及金属碎片。拆下受油器发现轴承外圈及滚珠盖已损坏，部分滚珠已丢失(见图1、图2)。

图1 排油管及转轮体内清扫的滚珠及碎片

图2 受油器轴承体损坏

从受油器图纸结构分析，轴承碎片有可能随着操作油管进入转轮桨叶活塞缸。为避免转轮体损伤进一步扩大，电站立即将转轮进行大修。根据检修记录，这台机组每年维护时都有更换受油器轴承，究其原因是该机组中心轴线和预埋件垂直度存在偏差，轴承面受力不均，造成轴承容易磨损。

3 改造方案

3.1 改造背景

为进一步提升设备的无人值守能力，降低巡检要求，需要对目前已经有的部分易于发生危险的关键点进行现代化升级改造，进行技术创新，提升设备的安全性能。目前，所涉及的受油器即为这样的一个关键点。当前的受油器由于是较早开发的第一代受油器，属于发电机组的关键并且易于出故障的设备，随着电站对无人值守要求的提高，对受油器的改造势在必行。

当前，贯流机组行业普遍采用第三代受油器，新型受油器具有安装简便、结构简单、使用寿命长等优点，就使用情况来看，可以通过适当的技术升级，将第三代受油器运用到现在的第一代受油器技术改造上来。

3.2 新型受油器的结构原理

新型的受油器为全浮动受油器，用于代替传统的一代受油器，通过巧妙的设计，可将新型受油器完美的应用到第一代受油器的改造中。新型受油器可提升电站的运行安全性，降低电站受油器安装要求；并且由于减少了压力油泄流量，减少了调速器油压装置油泵的启动次数，从而可节省能源，延长油压装置油泵的使用寿命，实现电站绿色运行。

该受油器采用全浮动结构，受油器体与浮动瓦做成一体，受油器通过连接主轴的受油轴连接，受油器体完全由受油轴支撑，在机组发生振动及摆动时，受油器体随同受油轴一起振动和摆动。受油器体内腔分成3个油腔，分别与原主轴的3个油腔联通，这3个油腔的外侧通过油管与调速系统的油管路进行软连接(软管连接)。受油器体内部与受油器轴配合部分全部浇注采用巴士合金材料，这样在两者配合滑动时，由巴士合金材料支撑受油器体。受油器体与外界的连接全部采用软连接，以使受油器体在发生摆动时，通过软管消除连接油管对受油器体摆动的约束，避免受油器体密封与受油轴发生硬接触摩擦，导致密封失效。在受油器体上游侧，设计有专门的反馈机构，用于反馈桨叶活塞位置，从而反馈桨叶位置，为调速器桨叶调整提供数据基础。该反馈装置的回复轴承位于受油器体之外，不会因为轴承损坏导致滚珠等进入转轮体内，完全避免对机组运行造成安全隐患。

为了保证与原有桨叶主轴内操作油管的连接，在受油器与原操作油管之间，设计有专门的油路转换机构，以保证现有的受油器油路通道与原操作油管各油路通道顺利连接，最终实现原设计功能。针对该机组运行的实际情况，改造后可避免受油器轴承因受力不均容易损坏，轴承滚珠及金属碎片进入转轮活塞缸使故障扩大的情况(见图3)。

图3 新型受油器结构示意

4 结 语

采用该新型技术对原有受油器进行技术改造，提升了设备的安全性能及使用考命，同时降低了消耗，实现绿色运行。

采用新型受油器后，调速器主油泵的启动时间间隔大大增加，不仅节约电量，还延长了油泵的使用时长，提升了设备的检修间隔，节约了检修更换成本。另外，该受油器体使用寿命长，在一个大修期间内，不需要对受油器进行检修。同时，该受油器安装特别方便，在正常情况下，原受油轴安装需要进行多次盘车，通常盘车需要耗费3～5 d时间；而新型受油器安装仅需要1次盘车，因为使用软连接，大大节省了盘车次数，这样简化了安装程序，节约了安装和维修成本。