調(diào)速器接力器油缸法蘭漏油原因分析及處理

祁廣福，梁國玲

(青海黃河水電公司積石峽發(fā)電分公司，青海 民和 810800)

0 引言

積石峽水電站位于黃河上游青海省民和縣境內(nèi)，電站總裝機容量1 020 MW，共安裝3臺340 MW的混流式水輪發(fā)電機組，電站設(shè)計水頭66 m，額定流量592 m3/s,額定轉(zhuǎn)速85.71 r/min。

1 接力器概況

積石峽水電站每臺水輪機機組調(diào)速器安裝有2個油壓操作的直缸式接力器，接力器對稱布置。在右接力器上配有一個液壓自動鎖錠裝置，左接力器上設(shè)有手動鎖錠裝置。接力器包括前缸蓋、缸蓋、液壓缸體、后缸蓋、活塞、活塞桿、導(dǎo)向座及推拉桿頭等。接力器規(guī)格為?660，設(shè)計行程872 mm，壓緊行程為6 mm。操作油為46號汽輪機油，額定操作油壓為6.3 MPa。接力器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 接力器結(jié)構(gòu)

2 故障概況

2018年6月8日凌晨00時44分，2號機組帶負荷300 MW運行，1時50分運行值班巡回檢查中發(fā)現(xiàn)2號機組手動鎖錠側(cè)接力器開機腔法蘭漏油，隨即向網(wǎng)調(diào)申請停機，2時00分2號機組停機。檢查發(fā)現(xiàn)2號機組手動鎖錠側(cè)接力器開機腔法蘭把合面有刺油現(xiàn)象，見圖2。接力器底部地面有大量積油。2時10分關(guān)閉2號機組調(diào)速系統(tǒng)總供油閥，械鎖錠側(cè)接力器開機腔法蘭法蘭把合面不再刺油，只有少量滲油。

圖2 接力器法蘭漏油

3 原因分析

根據(jù)故障狀況，決定對2號機組手動鎖錠側(cè)接力器開機腔漏油法蘭進行分解，分解后發(fā)現(xiàn)檢查法蘭“O”型橡膠密封圈(?53×4)有一處斷裂；同時，拆除法蘭緊固螺栓和分解法蘭時均有明顯“憋勁”現(xiàn)象，法蘭分解后螺栓孔錯位接近20 mm?？梢源_定手動鎖錠側(cè)接力器開機腔法蘭漏油的主要原因是法蘭“O”型橡膠密封圈斷裂，而導(dǎo)致“O”型橡膠密封圈斷裂的原因有以下兩個方面。

3.1 “O”型橡膠密封圈安裝工藝不規(guī)范

接力器法蘭漏油的“O”型橡膠密封圈密封是艾致密封，而艾致密封質(zhì)量相對來說還是可靠的。目前，電站重要部位的橡膠密封均采用艾致密封。通過對取出的“O”型橡膠密封圈全面仔細檢查，該“O”型橡膠密封圈多點有硬化現(xiàn)象，特別是斷裂部位尤其明顯。除有明顯硬化部位外，其它大部分仍然有較強的彈性。同時，鑒于管道安裝時法蘭處憋勁現(xiàn)象，可以斷定安裝“O”型橡膠密封圈時，為防止密封圈掉出密封槽，使用快速粘接膠進行了固定。而使用快速粘接膠后，涂膠部位的橡膠密封條容易發(fā)生硬化而失去彈性，長期受到壓力沖擊后會出現(xiàn)龜裂、裂紋，此次“O”型橡膠密封圈斷裂部位就有明顯裂紋痕跡(見圖3)。所以，管道密封圈安裝不規(guī)范很容易產(chǎn)生隱患，隱患擴大就會發(fā)生故障，甚至是事故。

圖3 斷裂的“O”型橡膠密封圈

3.2 法蘭面加工缺陷

檢查2號機組手動鎖錠側(cè)接力器開機腔法蘭把合面，發(fā)現(xiàn)漏油部位法蘭把合面存在局部間隙(δ=0.04 mm)，更換密封圈后擰緊法蘭把合螺栓，出現(xiàn)漏油部位仍然存在局部間隙(δ=0.04 mm)，經(jīng)過多次調(diào)整把合接力器開機腔法蘭，該部位局部間隙仍然存在。經(jīng)測量，上部方形法蘭密封面存在加工缺陷，法蘭把合后密封面有局部間隙，局部間隙的長度約占法蘭密封面總長度的1/5。由于法蘭密封面存在局部間隙，所以處于間隙部位的“O”型橡膠密封圈內(nèi)、外均有間隙，在局部間隙影響下，該處“O”型橡膠密封圈直接承受油壓的沖擊，很容易導(dǎo)致橡膠密封圈損壞發(fā)生泄漏。

3.3 結(jié)論

綜上所述，導(dǎo)致此次接力器開機腔法蘭“O”型橡膠密封圈斷裂漏油的原因是：

1)“O”型橡膠密封圈安裝工藝不規(guī)范；

2)法蘭面加工缺陷，加劇“O”型橡膠密封圈損壞。

4 處理措施

4.1 初步處理

故障發(fā)生后，由于需要機組盡快恢復(fù)運行發(fā)電，因此只對接力器開機腔法蘭“O”型橡膠密封圈進行了更換處理。在“O”型橡膠密封圈更換前，對法蘭密封面表面進行除銹、研磨處理，“O”型橡膠密封圈使用艾致成型密封圈。

安裝“O”型橡膠密封圈時，密封槽內(nèi)涂抹潤滑脂固定密封圈，并對稱把合法蘭螺栓，且用塞尺檢查間隙，除法蘭加工存在的局部間隙外，其它部位均無間隙。充油充壓試驗、操作接力器動作試驗該法蘭密封面均無滲漏。

4.2 進一步改進

鑒于該法蘭設(shè)計不合理，主要表現(xiàn)在變徑管道長度不足、焊縫間距不符合規(guī)范、管道憋勁情況。后期，重新整體加工接力器開機腔方形法蘭，將變徑管和法蘭加工成一體，并利用機組檢修進行更換。同時，在檢修中對存在憋勁的管道重新進行配管處理。

5 防范措施

鑒于調(diào)速器接力器發(fā)生泄漏的危害性和嚴重性，應(yīng)采取以下防范措施：

1)提高設(shè)備加工工藝、質(zhì)量

提高設(shè)備加工的精度，特別是密封面的精度。質(zhì)量低劣的液壓件必然會使密封件磨損加速，進而導(dǎo)致密封失效。液壓密封件精度愈高，泄漏機率就會愈少。

2)合理選擇密封件及安裝工藝

應(yīng)根據(jù)與密封部位相聯(lián)系工作部件的工作情況和工作環(huán)境，以及工作介質(zhì)的性質(zhì)來選用相應(yīng)材質(zhì)和型式的密封件。橡膠密封安裝時，不使用快速粘接劑固定，而采用凡士林、潤滑脂等固定，這樣就不會因橡膠密封材質(zhì)損傷而降低性能。

3)明確橡膠密封更換周期

根據(jù)橡膠密封材質(zhì)的使用壽命，明確橡膠密封更換周期，其中設(shè)備重要部位的密封，一定要按最短周期進行更換。同時，為了保證密封材質(zhì)的質(zhì)量，應(yīng)選用可靠密封材料及供貨商。

4)保證管道安裝工藝

壓力管道安裝時,不得用強拉、強推、 強扭或修改密封墊厚度等方法來補償安裝誤差，管道安裝工藝必須嚴格執(zhí)行國標、規(guī)范規(guī)定及要求，杜絕使用安裝不合格的管道。

6 結(jié)語

通過對2號機接力器油缸法蘭漏油故障的原因分析和處理，有效解決了接力器法蘭漏油問題，為同類型故障處理提供了借鑒。