4号机组7号风闸释放不到位原因分析与处理

孙永

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

4号机组7号风闸释放不到位原因分析与处理

孙永

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

自2014年起，每次对4号机组风闸进行检查时都会发现7号风闸活塞杆与备母发生相对运动。风闸释放时，与行程开关接触不良，释放信号无法反馈至监控，机组自动走停机流程，影响机组安全稳定运行，并且增加了对风闸检查维护的工作量。对7号风闸释放不到位的原因进行了查找和分析，主要原因为风闸密封圈磨损严重。作者从多个角度进行分析，最终找出问题根源，并将问题解决。

4号机组；7号风闸；释放不到位；风闸密封圈；磨损严重

1 问题简介

自2014年起，每次对4号机组风闸进行检查时都会发现7号风闸活塞杆与备母发生相对运动，风闸释放时，与行程开关接触不良，释放信号无法反馈至监控，机组自动走停机流程，影响机组安全稳定运行，并且增加了对风闸检查维护的工作量。

2 工作原理说明

风闸机械结构如图1。

A(托板)、D（备母）、E（活塞杆）在工作过程中整体上下移动，风闸顶起时，依靠压缩空气进入C腔，A、E、D整体向上移动，因弹簧下端备死，弹簧压缩储存能量；风闸释放时，停止供压缩空气，依靠弹簧的恢复力以及A、D、E整体自重，风闸下落，压住B（行程开关），风闸释放信号反馈至监控。机组检修调整推力受力时，压力油从进气管路注入到C腔顶转子。

3 存在问题

（1）风闸备母D向下移动，导致风闸释放不到位；

（2）风闸释放时依靠压缩弹簧恢复力以及活塞杆等的自重完成，弹簧长时间运行老化恢复力减弱，导致风闸释放不到位；

（3）风闸缸体内存在机组检修调整推力受力时残留的透平油，透平油未能够彻底排出，在缸体内部形成油泥，造成活塞杆动作缓慢，导致风闸释放不到位；

图1 风闸机械结构图

（4）风闸压缩空气含有水分，使缸体内部锈蚀，造成活塞杆动作缓慢，导致风闸释放不到位；

（5）风闸内部密封圈存在磨损，活塞杆与缸壁之间的摩擦力减小，风闸顶起的过程中，压缩空气带动活塞杆旋转，活塞杆与备母相对运动，导致风闸释放不到位。

4 问题分析

（1）自2015年，增加了对风闸几个行程值测量次数，具体数据如表1。对测量数据分析发现，近一个月的时间内Δh1（见图1）增加了2 mm，备母发生位移的原因成为首先查明的问题。每次行程开关处于临界状态时，风闸释放后Δh2数值小于18 mm，此时风闸释放无法压实行程开关，导致风闸释放不到位，但是在实际情况中锁母被连杆锁死无法转动（见图1），排除了锁母本身的问题。

表1 风闸行程数据统计表

（2）根据风闸结构和现场实际条件，测量4号机组8个风闸两侧弹簧都有不低于10 mm的预留压缩量。为了保证调整时风闸两侧弹簧的受力一致，在两侧弹簧下端部分别加上一个5 mm的钢制垫圈垫，弹簧备母的位置保持不动。根据胡克定律，即F=KX。其中F为弹簧的回复力，单位为N；X为弹簧压缩量或者拉伸量，单位为m；K为弹簧的劲度系数。可以计算出调整后，风闸单侧增加的回复力为0.005 K，两侧增加的回复力之和为△F=0.01 K。这样一来，增加弹簧压缩量，风闸释放时，在两侧弹簧的作用力下可以更好地下落，因此排除了风闸弹簧本身的问题。

（3）机组每次进行推力受力测量时均要向C腔注入压力透平油，虽然每次都在排油，但是风闸缸体内残留的透平油未能够彻底排出，在缸体内部形成油泥，活塞动作缓慢，导致风闸释放不到位，因不具备检查条件，采取定期对风闸进行排油的临时措施，具体情况见表2。

表2 风闸排油统计表

总上所述，此原因无法排除。

（4）风闸压缩空气含有水分，使缸体内部锈蚀，活塞杆运动时与缸壁发生摩擦，动作缓慢，导致风闸释放不到位，因不具备检查条件，每天对风闸压缩空气进行排污处理，每次排污都存在少量的水分。综上所述，此原因无法排除。

（5）风闸内部密封圈磨损严重，活塞杆与缸壁之间的摩擦力减小，风闸顶起的过程中，压缩空气带动活塞杆旋转，导致风闸释放不到位，因不具备检查条件，此原因无法排除。

5 问题处理

2017年结合4号机组扩大性C级检修，将7号风闸吊出机坑，风闸解体后抽出活塞杆，对缸体缸壁进行检查未发现锈蚀现象，缸体内底部残留少量透平油，但是并未形成油泥。因此问题（3）、问题（4）可以排除。测量缸体内径为250.50 mm，对旧密封圈外径进行测量，尺寸为250.00 mm，对新的密封圈进行测量，尺寸为251.50 mm，磨损量达到1.5 mm，将旧密封放入缸体内上、下移动几乎无摩擦力。更换新的密封，将风闸零部件回装，进行压力试验，具体数据见表3。

表3 风闸压力试验数据统计表

通过试验数据可知，新的密封圈密封良好，在1.25倍工作压力下，30 min内无泄压的要求。将整个风闸回装至机坑，进行风闸试验，动作正常。为了确保机组安全稳定运行，虽风闸处理完毕，但是近期还是要对7号风闸重点关注检查直至运行稳定。

6 结束语

本文从问题发现到问题解决进行了详细地分析研究，对可能存在的问题逐一排查，暂时不能处理的问题，制定了临时措施，最终找到问题的原因将问题处理，确保机组能够安全稳定运行，希望通过本文给存在相似问题的水电厂提供一个解决问题的方向。

[1]GB/T 8546—2003水轮发电机组安装技术规范[S].北京：水利电力出版社,2003.

[2]张诚,陈国庆.水轮发电机组检修[M].北京:中国电力出版社,2011.

TV738

B

1672-5387（2017）12-0044-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.017

2017-11-01

孙永（1987-），男，助理工程师，从事水轮发电机组机械部分检修及水泵水轮机轴线调整等工作。