水电站水轮机导叶接力器拉缸故障处理分析

水电站水轮机导叶接力器拉缸故障处理分析

张国伟

（黄河上游水电开发有限公司班多发电分公司青海兴海县813300）

摘要：本文首先对水电站水轮机导叶接力器拉缸故障发生的过程和现象进行简单介绍，重点分析导致水电站水轮机导叶接力器故障的原因，在此基础上深入研究水电站水轮机导叶接力器故障的处理方法，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握关于水电站水轮机导叶接力器拉缸故障的基本情况及根本原因，同时也为后期更好的处理相关故障提供参考。

关键词：水电站；水轮机；导叶拉力器

1引言

经济社会的发展离不开电力资源的支撑，作为当前电力供应的主要形式之一，水电站因其清洁环保性受到人们越来越多的关注。在水电站运行过程中会用到许多先进的仪器设备，其中水轮机是将水流动能转换为旋转机械能的关键设备，其导叶的正常使用直接关系到水电站机组的运行效率与安全。在水电站运行过程中会受到诸多因素的影响，设备运行容易出现故障。因此在现阶段加强对于水电站水轮机导叶接力器拉缸故障的研究具有重要的现实意义。

2水电站水轮机导叶接力器拉缸故障发生过程和现象

这里以某流域的第一级水电站为例研究水电站水轮机导叶接力器的拉缸故障，该电站配置3台轴流转桨式水轮发电机组。发电站用到两个直缸摇摆式导叶接力器，行程为980mm，额定操作油压为6.0MPa。

某日，水电站工作人员在对水电站机组进行日常巡查时发现，水电站中的1号机组在运行中油温比较高，油压启动装置频繁启动，间隔时间比较短。当机组停机时配压阀会出现异常的振动和声响。借助测温仪器对水电站导叶接力器缸壁进行温度测量，对比发现两个接力器在活塞位置周向的温度存在较大的差异，相差4℃左右。某一个接力器活塞不同周向的温度也存在差异。工作人员将事故配压阀投入机组运行，原来的配压阀振动异响逐渐消失，但是机组调速器油压装置油泵的启动仍然比较频繁，而且对回油箱检查后发现在机组的回油管内仍然有比较严重的回油现象。

3水电站水轮机导叶接力器故障原因分析

经过检修人员的检查发现，在水电站水轮机的导叶接力器中存在窜油现象，这种窜油现象主要是由于导叶接力器活塞密封出现损坏，以及拉力器的拉缸出现缸体拉伤造成的。结合之前发现的温度异常可知，温度较高的那个接力器就出现窜油故障的接力器，活塞周边温度过高也是由于局部窜油导致的，高温位置就是窜油故障点。出现这些故障的原因主要包括两个方面：

3.1设计原因分析

图1

如图1所示为该水电站的水轮机导叶接力器装配图，属于整体摇摆式接力器，该接力器的主要特点就是行程大、重量大、距离大、间隙大，总重量约为6170kg，前后两个支点之间的距离为3814mm，形成达到980mm。这也导致接力器整体呈弯曲形态，在接力器拉缸中使用的活塞是用聚四氟乙烯和聚氨酯进行密封，这种材料不能形成有效的支撑，活塞与接力器缸都是使用20SiMn，在运行摩擦过程中出现拉缸拉坏的情况也是不可避免的。

3.2安装原因分析

经过测量导叶接力器发现，在缸套处和活塞杆处测得的右接力器水平度有较大的区别，在全关、全开以及中间位置的测量结果也是不一致的。A、B两点在全关、全开以及中间位置测得的结果分别为（0.35、0.43、0.40）和（0.50、0.60、0.57）

但是在水电站设备安装的相关规范中，要求导叶接力器水平度不能超过0.10，实际测量结果都严重超标。这也是造成接力器拉缸的一个原因。

由此可知导致接力器拉缸的主要原因是接力器活塞与缸体材质相同，水平度超标是次要原因，但是也加重了接力器拉缸。

4水电站水轮机导叶接力器故障处理方法

对于已经损坏的接力器要返回厂家进行修复，使用新的缸体，重点是改造水轮机导叶接力器的活塞。首先要对活塞进行车削处理，将前后两端都车小，再用更加耐磨的材料填补，这样就能增强活塞的耐磨性，同时整体增加性能更好的耐磨材料，形成与缸体材料的差异，就能避免拉缸故障的出现。其余的零部件要继续使用，比如前后缸盖等，但是需要在厂内进行打压试验。另外需要对调速相关的油管进行清洁处理，透平油要及时更换，同时要对接力器进行整体的调整。

在对水电站水轮机导叶接力器故障进行处理之前需要制定详细的计划，并申请相关部门同意，经过批准获得相关工作票以后再开始工作，同时要做好操作设备以及工作人员的准备，对设备的运行数据等进行记录。在进行故障处理时要注意现场的安全并对设备进行调试，较重的设备部件的起重运输可以选择使用专业的起重工具，由专业人员进行操作指挥。接力器修复完毕安装时要进行压力试验，对活塞和缸盖密封进行检查。完全装配完成后要进行调试，确保运行数据一致，避免对接力器的形成造成影响，尤其是接力器的压紧行程。最后要将相关管道及附件进行清理。

经过故障处理后改水电站的1号水轮机导叶接力器窜油现象消失，设备能够正常运行，整个水电站运行稳定。

5结语

水轮机导叶拉力器出现拉缸故障的主要原因是活塞与缸体使用同样的材料，对活塞进行处理调整后，故障得到解决，水电站恢复正常运行。未来随着传统能源的不断消耗，水轮机的运行要求更加严格，这就要求水电站工作人员不断加强对于水轮机的研究，制定更加完善的运行及维护方案，进而有效保障水电站的平稳运行，实现良好的经济社会效益。

参考文献：

[1]刘宏，刘高.沙湾水电站水轮机导叶接力器拉缸故障处理[J].机械工程师，2013，（11）：160-161.

[2]刘元娇，张传山.水轮机导叶连接板摩擦力矩现场试验[J].大电机技术，2014，（1）：62-64.