长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题分析及处理

陈广生

（广东省源天工程有限公司,广东 广州 511340）

贯流式水轮发电机组制动器很容易出现密封问题，频繁漏气便属于其中典型，检修维护需频繁开展。本文以长洲水利枢纽为例，对贯流式水轮发电机组制动器密封问题进行分析。

1 长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题分析

1.1 工程概况

长洲水利枢纽位于长洲岛端部（西江干流浔江河段梧州市上游12 km处），纽横跨两岛三江，下游苍梧县城距坝址右岸间存在1.5 km的水路，距南宁至梧州二级公路1.6 km，总装机容量为630 MW，共设有15台42 MW灯泡贯流式机组，其中1号～9号共设置于外江厂房，10号～15号机组设置于内江厂房，采用7.5 m转轮直径的灯泡贯流式机组，其转轮直径在全国处于领先位置。长洲水利枢纽连通广西电网，采用220 KV一级电压接入，出线3回。结合实际调研可以发现，长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组在运行中需做到“无漏气”“无漏油”“无漏水”的“三无”，但在具体生产过程中，投入制动器的过程存在普遍的漏气情况，检修维护工作频繁，为避免停机，降低安全事故发生机率，必须对长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组存在的制动器密封问题进行处理。

1.2 现状分析

长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组的漏气现象出现于制动器投入状态，对制动器漏气现象次数的调查统计，结果见表1。

表1 制动器漏气现象次数的统计结果

经计算4台机组存在25%的漏气发生率。

基于QC小组探讨，研究以“提高制动器的密封度”作为目标，并开展可行性分析。作为发电机组漏气缺陷项目中的主要项目，制动器漏气缺陷较为常见，存在较高的漏气缺陷发生率，为降低发电机组漏气发生率，必须解决制动器漏气的缺陷，结合相关标准和实际情况进行计算，应将漏气发生率降至9%以内。

结合专业技术管理人员较高的专业技术水平和安装检修经验，同时参照灯泡贯流式机组特点，QC小组认为能够找到较好的办法解决长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题，改善制动器漏气的缺陷[1]。

1.3 问题原因分析

采用头脑风暴法由QC小组开展长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题的原因分析，从五个环节入手，包括人、机、料、法、环，结合图1 所示的因果图分析，可确定引发问题的末端因素共6 个，具体要因见表2。

表2 引发制动器密封问题的要因

图1 因果图分析

1.4 问题原因确定

基于安装技术能力不足进行分析，对安装单位资历进行查询可以发现，中国水电第七工程局负责长洲水利枢纽机组的安装，对中国水电第七工程局的资历进行查阅，可确定其拥有水利水电总承包特级资质，在行业内部的水平较高，移交手续办理也按规定进行，机组安装质量评定优良，验收合格，因此可确定安装单位技术能力并非引发制动器密封问题的要因；基于盘根槽设计不合理进行分析，重点关注盘根槽设计与所选盘根的配套程度，将制动器拆开后进行检查可以发现，一道φ5.3 橡皮条配置于密封套内侧盘根部，安装过程中橡皮条可能出现损坏或滑落现象，因此技术按照O型密封条设计规范，在原来的盘根槽上再加工多两道盘根，见图2。经分析，盘根槽道数设计存在缺陷，工作过程中的制动器易导致盘根被带出，导致盘根轻微破损，从而出现制动器漏气现象。

图2 新增两道盘根

基于材料耐用性差进行分析，查阅相关材料性能资料，发现聚氨酯具有较高的腐蚀性、耐久性，能够满足设计需要，故材料耐用性差非要因；基于运行环境气体具有腐蚀性进行分析，腐蚀性气体客观因素并未在检测中发现，且无法从根本上控制，这说明运行环境气体具有腐蚀性非要因；基于机组振动大进行分析，以修前数据为资料，由此可以确定机组振动值处于允许范围内，机组振动大非要因。

2 长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题的处理

2.1 问题处理对策选择

长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题源于盘根槽设计不合理，经加工更改后，合格率达到100%。在业主审核设计方案后，将制动器拆除并送至加工厂进行加工，加工于2018 年9 月27 日～2018 年9 月30 日进行。由于进气孔和活塞缸内的盘根无法实现有效密封，故在原有基础上多加一道密封。在完成活塞缸密封槽和进气孔密封槽之后，对复位气孔接头和制动器进气孔接头的紧固牢靠程度进行检查，同时检查制动器的复位接头和进气接头，紧固或更换存在有松动的接头，同时还对备用孔的密封情况开展针对性检查，经检查处理，制动器接头漏气得到控制。在完成盘根槽加工后，在槽内紧固的盘根需拥有满足设计要求的压缩量，且在安装制动器活塞过程中，不会出现盘根破损或盘根带出情况，盘根性能差引发的制动器漏气可能性可大幅下降。此外，对活塞缸内及制动器进气孔盘根槽增加一道盘根槽，进一步提升密封效果，结合制动器活塞运动范围，为满足正常运行需要，在行程范围以外进行盘根槽加工，避免盘根因活塞正常运动而磨损的情况。此外，对制动器安装进行调整，具体过程采用N3 水准仪，检测基于下式标准进行[2]：

2.2 处理效果检查

对处理结果进行检查，1 #机组、2 #机组分别出现1次W160 制动器漏气（8个），1 #机组、2 #机组漏气发生率均为12.5%，见表3。

表3 制动器漏气统计表

由表3 可知，4 台机组的漏气率为6%，处于10%以内，满足规范要求和机组安全稳定运行需要。

2.3 效益分析

经处理，竣工验收合格的制动器密封问题处理可将制动器各个接头漏气发生率降至6%，问题处理的及时性将大幅提升，现场环境受到的影响降低、机组的正常运行保障均可顺利实现[3]。同时，由于长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题处理基于QC小组开展，项目部技术管理人员的质量控制意识和创新意识大幅提升，小组成员解决现场问题的能力也随之提升，通过制动器盘根槽的加工处理及接头的紧固，检修人力费用、频率相应降低，机组运行环境得到保障。

3 结论

综上，长洲水利枢纽贯流式水轮发电机组制动器密封问题的处理具备较高借鉴价值。在此基础上，本文涉及的现状分析、问题原因分析、问题原因确定、问题处理对策选择等内容，则提供了可行性较高的灯泡贯流式水轮发电机组制动器密封问题处理路径。可更好预防灯泡贯流式水轮发电机组制动器泄漏问题，制动器的安装调整同样不容忽视。