水東電廠裝有4臺20MW的水輪發(fā)電機組，水輪機為ZZD32B-LJ-330型軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機，發(fā)電機為SF20-28/550型，機組轉(zhuǎn)速為214.3r/min。

    受油器是該水輪機的重要部件，其主要作用是將調(diào)速系統(tǒng)的壓力油自固定油管引入到轉(zhuǎn)動著的操作油管內(nèi)，并將其傳送至槳葉接力器，及時、有效地調(diào)整槳葉開度，從而使機組始終處在協(xié)聯(lián)工況下運行。受油器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中浮動瓦的作用一方面是對上操作油管（以下稱小軸）的運行起一定的導向和穩(wěn)定作用。另一方面是對轉(zhuǎn)動中小軸的開、關(guān)腔壓力油進行隔離密封，防止兩腔高壓油互竄。因此，浮動瓦工作正常與否，將直接影響到調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和機組運行的安全性。

    

    圖1 受油器結(jié)構(gòu)

    該受油器設有上、中、下3道浮動瓦，浮動瓦材料為ZQSnP10-1。各級浮動瓦與瓦座的徑向間隙（單側(cè)）為1mm，軸向（端面）障隙為0.08～0.10mm，上、中浮動瓦與小軸內(nèi)管的徑向間隙為0.08～0.10mm，下浮動瓦與小軸外管的徑向間隙為0.09～0.12mm。為了保證浮動瓦的浮動性，各級浮動瓦均采用單個M6×12全牙螺釘定位。受油器本體與底座用錐銷定位，機組連接座與推力油機理用止口定位。

    從1994年起，1～4號機相繼投產(chǎn)發(fā)電。隨著機組運行時間的增加，各機組先后出現(xiàn)浮動瓦磨損、受油器漏油量和甩油器增大的現(xiàn)象，有的甚至發(fā)展為壓蓋定位銷釘折斷、浮動瓦燒瓦及操作油管法蘭焊縫拉裂等惡性事故，對機組安全運行構(gòu)成了嚴重威脅。

    1 浮動瓦磨損、燒瓦的特點及危害

    （1）從各級浮動瓦磨損及燒瓦的次數(shù)來看，下浮動瓦的次數(shù)最多，其次是中浮動瓦；從磨損的程度來看，下浮動瓦最嚴重，且銅瓦內(nèi)表面磨痕呈鋸齒狀，然后是中、上海動瓦。

    （2）浮動瓦被磨損破壞的同時，小軸與各浮動瓦的接觸部位也發(fā)生相應的磨損，且表面光潔度受到不同程度的破壞，其中下瓦位最為嚴重，表面磨痕深達0.5～1mm。

    （3）發(fā)生浮動瓦磨損后，被磨損下來的銅粉隨同壓力油一起循環(huán)，沉積在轉(zhuǎn)輪體、受油器底座、調(diào)速器集油槽底部等部位，同時污染了透平油。運行中，調(diào)速器導葉、槳葉側(cè)濾網(wǎng)嚴重堵塞，前后壓差達0.5～0.8MPa。在雙濾油器濾網(wǎng)相互切換無效的情況下，檢修人員經(jīng)常被迫在運行狀態(tài)下清洗或更換濾網(wǎng)。

    （4）中浮動瓦磨損后，小軸與浮動的間隙增大，獎葉接力器開、關(guān)腔相互竄油，從而導致了槳葉接力器動作緩慢、抽動頻繁等現(xiàn)象。在實際運行中鑒于槳葉接力器抽動頻繁，調(diào)速系統(tǒng)的槳葉時常被迫采用手動定槳運行，無法實現(xiàn)自動協(xié)聯(lián)運行。當竄油量大時，則會出現(xiàn)槳葉操作困難，乃至無法操作等現(xiàn)象，大大降低了調(diào)速系統(tǒng)的靈敏性、穩(wěn)定性，對機組的安全運行構(gòu)成嚴重威脅。

    （5）下浮動瓦磨損后，浮動瓦漏油量和甩油量增大，調(diào)速系統(tǒng)耗油量隨之加大，從而使調(diào)速器壓油裝置小油泵頻繁啟動。正常情況下，壓油裝置的工作壓力從4MPa降至3.8MPa的時間間隔為4～6min，小油泵啟動打油至額定油壓只需1～2min。當耗油量加大后，前者的時間間隔則小于1.5min，后者則需延長至4～6min。如果發(fā)生大量甩油，小油泵（型號：3G70×40，工作流量：4.2L/s）。這樣不僅延長了油泵的工作時間，而且還加速螺桿泵各部件間的磨損。

    （6）大大增加了維護費用和檢修人員的工作量。

    2 原因分析

    2.1 設計、制造方面的原因

    （1）各級浮動瓦瓦座壓蓋定位銷釘為M6×12的全牙螺釘。運行中，螺釘在銅瓦定位槽中往單側(cè)靠，因銅瓦材質(zhì)較軟，時間一長，螺牙就會嵌入銅瓦槽壁內(nèi)，影響浮動瓦的浮動性。

    （2）固定受油器底座的機組連接座與推力油槽的連接定位采用止口定位，未采用定位銷定位，且加工誤差較大，致使中心偏差達2～3mm。

    （3）受油器本體與底座的定位銷、銷釘孔加工配合誤差較大，起不到定位定心作用。

    （4）小軸內(nèi)外管之間起定位、加固作用的加強筋焊接質(zhì)量存在問題。檢修中曾發(fā)現(xiàn)4條加強筋兩側(cè)的焊縫出現(xiàn)裂紋，從而影響了小軸內(nèi)、外管的同心度，大大降低了小軸的強度、剛度。

    2.2 安裝及檢修方面的原因

    （1）在清掃管道及集油槽時，發(fā)現(xiàn)焊渣、銅粉、鐵屑等雜質(zhì)，其中一部分是安裝時遺留下來的，另一部分則是轉(zhuǎn)輪體內(nèi)各部件毛刺被磨損后產(chǎn)生的。這些雜質(zhì)污染了透平油。在運行過程中，壓力油流經(jīng)受油器時，油中的雜質(zhì)就會夾在銅瓦與小軸間，造成浮動瓦和小軸的磨損。同時被磨下的銅粉又隨同壓力油一起循環(huán)，更加劇了各部位的磨損。

    （2）小軸與中操作油管為法蘭式連接，內(nèi)、外腔采用2道ф5的“O”型圈密封，中心定位主要是依靠小軸法蘭面的止口和2個橫圓銷。在對小軸擺度調(diào)整過程中，因受法蘭平面度、定位橫銷以及法蘭與小軸的垂直度加工誤差的制約，小軸的掙擺度值和同心度往往很難達到標準要求。

    （3）在臨時檢修、小修中，對受油器小軸進行單獨盤車時，一般情況下不開上導軸承（即上導瓦未抱瓦盤車）。當機組在盤車結(jié)束后，往往出現(xiàn)大軸往單側(cè)靠死的現(xiàn)象，即機組中心偏離原始安裝中心，若以此時小軸的中心為基準，忽略大軸的實際平移量，對受油器底座進行推中心，那么所得的底座中心誤差遠大于標準值。

    （4）發(fā)生浮動瓦磨損、燒瓦后，小軸各瓦位表面光潔度遭破壞，因受現(xiàn)場條件的限制，只能用什錦油石或水砂紙做表面研磨處理。這種研磨方法對一些輕微的磨痕尚可實用，但對磨痕較深、磨損較為嚴重的表面，處理的效果就不理想。所以每次更換新瓦后，經(jīng)過一段時間的運行使用，又出現(xiàn)同樣的故障。

    2.3 運行工況的原因

    因大壩補強加固和其它生產(chǎn)工作需要，每年均有一段時間機組需處在低水頭、高振動的非最優(yōu)工況下運行，從而加大了機組的擺度和振動。

    3 改造處理

    3.1 清掃油系統(tǒng)并加強維護

    全面、徹底地對集油槽、壓油缸、輸油管道等設備進行檢查清掃，并用面團將沉積在底部的雜質(zhì)粘除干凈。大修時，排清轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的集油，對大軸內(nèi)腔、操作油管、轉(zhuǎn)輪體進行清洗，然后注入合格的新油。在日常運行維護中，加強對濾網(wǎng)前后壓差的監(jiān)測，并嚴格按照周期進行濾網(wǎng)的清洗、更換，以防止透平油受到污染，保證油質(zhì)符合要求。

    3.2 嚴格控制小軸的盤車擺度值和小軸與主軸的同心值

    （1）為了進一步縮小小軸擺度值和提高盤車效率，對小軸法蘭面的平面度、法蘭與內(nèi)外油管的垂直度進行校核加工；對中操作油管法蘭面進行研磨，以防止因法蘭面不平而引起的內(nèi)外腔竄油；取消內(nèi)、外腔的ф5“O”型密封圈及法蘭面橫向定位銷；車去小軸法蘭上內(nèi)腔密封止口（便于推中心），然后根據(jù)盤車值的要求，制作梯型紫銅墊，并將其墊在上、中操作油管法蘭結(jié)合面內(nèi)，將小軸擺度值控制在0.15mm以內(nèi)。

    （2）從4個方向?qū)㈨斀z頂在甩油盤內(nèi)壁和中操作油管上法蘭之間，并在小軸法蘭的X，Y方向設百分表監(jiān)視，然后根據(jù)中心值要求撬動小軸法蘭，使其發(fā)生平移，最終使小軸同心值符合要求。

    3.3 消除連接座定位止口、受油器底座及本體定位銷加工誤差

    （1）在推力油槽上焊接定位塊，以彌補連接座定位止口誤差較大的缺陷。

    （2）拔出受油器底座的定位銷，在底座外圍X，Y方向向焊接4個頂絲，并架設百分表監(jiān)視。用內(nèi)徑千分尺測量小軸至底座的距離，然后根據(jù)測量值和大軸偏離原始中心的平移值，對底座進行推中心，使底座與小軸中心誤差值≤±0.05mm。在調(diào)整底座中心的同時，同步進行底座水平值的調(diào)整，以保證水平值≤0.05mm/m，且底座對地絕緣電阻值（尾水管無水）≥0.5MΩ。當?shù)鬃�中心、水平以及絕緣均符合標準后，將其固定牢固，并上緊頂絲（頂絲前加絕緣墊）為其定位。

    3.4 其他措施

    （1）為了防止浮動瓦壓蓋定位螺釘?shù)穆菅狼度脬~瓦內(nèi)壁，影響浮動瓦的浮動性，將全牙定位螺釘改為上端無螺牙的定位銷釘。

    （2）小軸內(nèi)外管間加強筋焊縫開裂的缺陷，送交制造廠處理。小軸加強筋在焊接后，進行退火、消除內(nèi)應力，并對小軸進行同心度、橢圓度校驗，最后對其精加工，以保證內(nèi)外管的同心度及內(nèi)外管與法蘭面垂直度符合設計要求。

    （3）用砂紙拋光機對磨損較輕的內(nèi)管表面進行打磨拋光；對磨損較嚴重的外管重新進行加工，先車去受損表面，然后進行精加工研磨，因加工后的外管直徑較原來的要小，故重新配浮動瓦。

    （4）盡量避開在低水頭、高振動區(qū)域運行。

    4 改造處理后的效果

    受油器改造處理后，再沒有發(fā)生浮動瓦燒瓦、磨瓦現(xiàn)象。經(jīng)各種工況運行考驗，沒有發(fā)生浮動瓦甩油、銅粉堵塞濾網(wǎng)、槳葉操作不靈敏以及因銅瓦磨損而引發(fā)的竄油和槳葉抽動等現(xiàn)象。調(diào)速器壓油裝置小油泵的啟動次數(shù)明顯減少，啟動間隔時間遠大于6min，小油泵工作打油的時間也縮短至1～2min。在每年2次的周期性機組小修中，對受油器各部及小軸進行全面檢查：上、中、下浮動瓦輕微磨損；各級浮動瓦與小軸配合的間隙值沒有增大；小軸各瓦位明顯無磨痕，表面光潔度完好；浮動瓦壓蓋定位銷無折斷，保證了機組的安全運行。