漫湾水电厂2号机组筒阀卡阻原因分析及处理

漫湾水电厂2号机组筒阀卡阻原因分析及处理

安康石亮

（华能澜沧江水电股份有限公司漫湾水电厂云南昆明675805）

摘要：漫湾水电厂2号机组筒阀在A级检修后发生了因筒阀接力器内部传导螺母装配未到位而出现卡阻现象，文章深入开展原因分析并进行处理，运行至今效果良好。

关键词：漫湾电厂；2号机组筒阀接力器；卡阻；处理

1.概述

华能澜沧江水电股份有限公司漫湾水电厂位于云南省云县和景东县交界的澜沧江中游河段上，距昆明公路里程461km，是澜沧江中下游河段梯级规划推荐的两库八级开发方案中的第三个梯级电站，是澜沧江干流上开发的第一个大型工程。一期工程装有5台250MW混流式水轮发电机组，为2-6号机，水轮机型号HL231-LJ-550，机组额定转速为125r/min，飞逸转速为250r/min，机组最大水头为100m，设计水头为89m，最小水头为69.3m，机组额定出力为255.1MW，水轮机安装高程为890m。

筒形阀是水轮机的新型进水阀门，1986年漫湾电厂从加拿大GE公司引进筒形阀技术，成为国内首家使用筒形阀的电站。筒形阀的结构由筒体、操作机构、同步机构三部分组成。漫湾筒形阀筒体外径为7450mm，高度1450mm，最大使用水头100m，筒体用钢板卷焊制成，筒体分成两瓣制造，用螺栓连成整体，在工地组合后，分半面四周封焊处理，当筒形阀全关时，筒体下端面紧压在底环密封条上，筒体上端凸缘压紧在顶盖密封条上；当筒形阀全开时，筒体全部伸入顶盖于座环之间的空腔内。未来防止阀体运动过程中产生过大的晃动，在做换固定导叶内侧加有青铜制的导向板。漫湾筒形阀采用直缸接力器操作机构，在水轮机顶盖上均匀布置6个接力器，其工作行程1375mm，接力器活塞通过提升杆与通体刚性连接。在每个接力器活塞上短装设一套滚动丝杆副，丝杆副螺母固定于活塞上，丝杆的轴向位移由装在接力器顶部的推力轴承限制，当活塞上下直线运动时，通过滚动丝杆副变成丝杆的回装运动，活塞的直线运动时主动，丝杆的回转运动是从动，丝杆的转动对活塞的移动起着控制作用。同步机构由链条传动机构组成。在每个接力器顶端的丝杆轴上，都装有两个链轮，彼此之间用链条串联起来。通过链条机械传动，使每个接力器丝杆以相同的速度转动，从而使接力器活塞带动筒体做同步上下运动。

2.筒阀接力器卡阻情况

筒阀接力器液压系统图

2号机组在开展A级大修后，筒阀无水、静水、动水试验正常，在开展机组黑启动试验期间，发现筒阀油压装置油压在3.7MPa以下筒阀在无法开启，油压在3.7MPa以上操作正常。筒形阀液压控制阀组是由二通插装阀，一个开启筒形阀的电液换向阀YV01（单线圈），一个关闭筒形阀的电液换向阀YV02（单线圈），一个保压控制的专用电液换向阀YV03（双线圈），液压系统图如图一。因现场在操作过程中保压电磁阀阀芯动作后油流声较为明显，可以初步判定筒阀动作正常。初步怀疑原因为筒阀液压系统电磁阀开启、关闭电磁阀的阀芯存在卡涩、油路不通，检修人员随即对电磁阀及阀座的阀芯进行拆卸检查，未发现异常情况。考虑到机组正常运行油压在3.7-4.0MPa，暂不影响机组正常运行，加之调度批准工期较短，在完成全部机组试验后，为不影响机组可靠性指标，将机组正常移交调度。为确保机组开停机成功率，现场暂时采取应急措施，即停机后运维人员到现场手动提起筒阀，在机组移交调度后，运行人员在系统压力为4.0MPa开启筒阀时，发现筒阀不能正常开启，需运行人员多次来回手动操作电磁阀，方可将筒阀开启。

3.筒阀无法开启原因分析

3.1筒阀液压泵站阀组卡涩

对筒阀开启流程及液压系统进行分析，筒阀开启操作第一步保压电磁阀YV03投入2S后自动断电，该步流程执行正常，执行筒阀开启令后筒阀液压泵有明显油流声，观察筒阀接力器下腔油压为正常工作油压，而且水机室有明显的漏水声，说明筒阀第一步操作流程已执行到位；在执行第二步开启电磁阀YV01时筒阀不能正常开启，检查开启电磁阀YV01线圈带电，关闭电磁阀线圈YV02、保压电磁阀投入线圈YV03均未带电，此时如果人为戳动关闭电磁阀，则筒阀会保持开阀令继续开启至全开位。初步判断原因为筒阀液压阀组中关闭调节插装阀C4不可靠，造成筒阀开启不成功。电厂利用停机机会对筒阀液压控制系统进行检查，对液压控制回路液压控制系统进行检查、清洗，发现插装阀C4存在轻微划痕，但阀芯动作灵活，其余插装阀阀芯未发现异常，经过排查，初步排除筒阀液压控制部分存在问题的可能。

3.2筒阀同步链条张力影响

筒阀的同步链条是保证筒阀同步的基础，如果筒阀同步链条张力过紧可能造成筒阀在同步拉动过程中造成操作力分配不均，可能出现筒阀链条张力过载进而导致筒阀接力器无法正常开启的情况。为排除筒阀链条的影响，检修人员拆除同步链条盒，对筒阀链条张紧度进行检查，发现筒阀链条张力均衡，在筒阀执行开启或关闭过程中，筒阀同步链条工作性能稳定，传动正常，所以排除筒阀链条张力不均衡的可能。

3.3筒阀接力器内部装配有偏差

检修人员在排除两个以上两个原因后，最后决定从筒阀本体上寻找原因。在筒阀关闭中，经专业人员细心观察，发现5号筒阀接力器顶部传动齿轮底部与上部轴承支架发生摩擦，且产生少量金属碎末，其余接力器运行正常。按照漫湾电厂一期机组筒阀安装标准及装配图，可以发现传动齿轮底部与上部轴承支架之间应有2mm间隙，筒阀在动作过程中，接力器推力轴承承受的轴向力向上压缩碟簧产生的压缩量在此间隙允许范围内，顶部传动齿轮底部与上部轴承支架不应该发生摩擦现象（见筒阀接力器装配图上部标注位置）。由此可初步判断5号筒阀接力器内部安装配合存在问题，使5号筒阀接力器与其余5个筒阀接力器产生不同步现象，导致筒阀系统开启过程中阻力增加，进而发生卡阻现象。这就足够说明之前筒阀油压在小于3.7MPa以下无法进行开启操作，进而进一步证明了专业人员的判断。

为准确定位装配异常位置，专业人员开展了深入分析，对照装配图，能导致筒阀接力器顶部端盖与齿轮发生摩擦的情况，问题出现在传导螺母的可能性较大，如果传导螺母安装不到位，接力器提升杆整体偏高，而齿轮的位置固定，导致筒阀接力器顶部顶部端盖轴承与齿轮发生严重摩擦现象，综合以上初步判定原因为5号筒阀接力器内部传导螺母未安装到位（见筒阀接力器装配图标注传导螺母位置）。

筒阀接力器装配图

4.处理过程及效果

为排除5号筒阀接力器内部安装配合存在的问题，电厂利用夜间低负荷停机机会，对筒阀接力器本体进行解体检查。对照筒阀接力器装配图对筒体内部装配情况进行检查，查找筒阀接力器顶部传动齿轮底部与上部轴承支架发生摩擦的原因，对安装配合存在的问题进行复核、校正，重点排查传导螺母的装配是否满足安装要求。

经对筒阀解体检查，发现筒阀接力器内部垫块（该垫块只应用在5号筒阀接力器，其作用是原传导螺母高度尺寸不足，垫块用以弥补传导螺母的高度）未安装到位，在内部出现悬空现象，导致传导螺母未安装到位，使整个筒阀接力器内部尺寸增高约12mm（刚好为垫块的尺寸），该垫块已被严重压变形，下推力轴承上盖被压裂，随即更换新的推力轴承及传导螺母，并取消原垫块，按筒阀装配图、技术要求[2]进行回装后，再次测量筒阀整体尺寸，满足安装要求，连接液压泵站后，多次手自动试验正常。为确保筒阀系统正常工作，电厂利用机组夜间停机机会，对其余5个筒阀接力器进行解体排查，发现1号筒阀接力器筒体内部上推力轴承支架被压碎，滚珠已严重变形，3号筒阀接力器上轴承出现严重划痕，其余筒阀接力器正常，将损坏的筒阀接力器进行更换后，多次手自动操作筒阀开启、关闭正常。

5.结语

2号机组筒阀接力器经处理后，进行筒阀静水试验，筒阀开启关闭正常，动作平稳，各接力器间的油压差值较小（在0.01-0.20之内），观察运行2月，均运行正常，未出现异常卡阻情况。

参考文献：

[1]东方电机厂HL231-LJ-550型水轮机安装说明书

[2]漫湾水电站水轮发电机组技术协议书