油压平衡式浮动瓦受油器研发和应用

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1、油压平衡式浮动瓦受油器研发和应用　　摘要本文介绍了作者在重庆云河水电股份有限公司的技术工作中，针对水电站轴流转桨式水轮机先前采用的油压不平衡式浮动瓦受油器（史上第二代受油器），在机组运行过程中因油压不平衡致使浮动轴瓦运行一段时间后不能真正浮动而发卡，产生受油器的浮动瓦因磨损增大漏油量或直接烧瓦甚至磨断操作油管的事故，给电站生产带来损失。现在我公司设计制造出油压平衡式浮动瓦受油器。能避免上述事故的发生，保证了水电站的安全生产。关键词固定瓦；非平衡式；浮动瓦；平衡式；转动短轴中图分类号TV5文献标识码A文章编号1674-6708（2013

2、）87-0178-010引言受油器在轴流式（卡普兰式）转桨式水轮机的七大部件中属于一个较重要的、核心的部件。它主要起给转桨式水轮机的转动部件操作机构的主活塞提供来自调速器主配压阀的操作油源的作用，以实现对水轮机转轮桨叶开度的调节，同时又与导叶开度的调节协联动作从而调节水轮机的过流量，以达到根据调度指令自动调节水轮发电机组负荷的目的。1受油器的发展综述5在水电行业发展史上，轴流转桨式水轮机的受油器，曾经历了第一代固定瓦受油器（图略），第二代非平衡式浮动瓦受油器（见附图一），第三代（如今的）完全平衡式浮动瓦受油器（见附图二）。1.1第一代

3、固定瓦受油器主要在1980年以前使用，由于受油器导瓦固定在受油器体上，受油器体固定在发电机风罩上，而操作油管既要随着主轴转动，又要沿着受油器导瓦作上下滑动。由于各加工零件的累积加工误差以及安装的精度等原因，经常造成导瓦因磨损严重使滑动间隙加大；一方面增加受油器漏、串油量，以致调速器因油压降低而经常补压，导致调速器油压装置油泵的使用寿命缩短或导致机组停机；另一方面滑动间隙加大后将导致操作油管的摆度增加，反过来又会加剧受油器导瓦以及操作油管的偏磨，有的电站甚至产生过操作油管蹩断现象。1.2第二代非平衡式浮动瓦受油器5主要在1980年以后使

4、用，其是在第一代的基础上将3个导瓦用导瓦座与受油器体分开，从而实现了导瓦理论上的可自由浮动。但由于其3个导瓦的端部在两个高压油腔分别进油或回油时只承受单侧压力，因瓦两端部承受的压力不平衡会致使导瓦运行不久就不能再自由浮动甚至发卡。与第一代相同是，其操作油管也既要随着主轴转动，又要沿着受油器导瓦作上下滑动，因而其缺点与第一代几乎相似，只是磨损等破坏程度略有减轻。机组使用的油压等级越高，其自适应能力就越差。1.3第三代完全平衡式浮动瓦受油器大约2000左右，欧洲水轮机厂商开发出了第三代完全平衡式浮动瓦受油器，这是一次技术上的飞跃，对轴流转

5、桨式水轮机来说这又是一座新的里程碑。其核心技术有两点，其一是将操作油管的相对旋转运动与上下滑动设法进行分离；其二是设法使受油器每一个导瓦两端所受的油压到达平衡，让导瓦实现真正意义上的自由浮动。只要做到了这两点，第一、二代受油器存在的缺点就可以避免。2第三代完全平衡式浮动瓦受油器的研发52011年本人承担了我公司为土耳其凯乐电站供货的水机（ZZYH13-LJ-205）主设任务。为了满足欧洲客户的高要求，给客户提供更好的产品，实现更好地为客户服务这一企业理念。在我公司第二代非平衡式浮动瓦受油器的基础上，根据水电行业杂志上论文介绍的第三代受

6、油器的基本原理，在无任何参考图的情况下，设计出了我公司的第三代平衡式浮动瓦受油器。通过在第二代受油器的基础上增设转动短轴与发电机短轴连接，转动油盆与转动短轴的下端法兰连接，设置了2个导瓦和3个滑动瓦。由于操作油管和转动短轴一起均随水轮发电机组的转动部份旋转，两者之间不产生相对旋转运动，当操作油管在操作油压作用于转轮活塞时与活塞一起作上下运动，此时操作油管和转动短轴之间就只产生上下的相对滑动。由于2导瓦安装于转动短轴外部的与底座固定的受油器体上，转动短轴与两导瓦之间只产生相对转动，从而实现了将原操作油管相对导瓦同时产生的旋转运动和上下滑

7、动进行了成功地分离。两导瓦的大小、形状完全相同，保证其互换性；两导瓦的两端部均与受油器体或者托盖之间留有适当的间隙，不管是处于进油状态还是回油状态，均能保证每一块瓦的两端部受到相同的平衡油压力，这样两导瓦就能真正实现自由浮动，达到自动调心的目的。从而延长受油器的使用寿命，保证机组更长时间安全稳定运行。3结论我公司研发出的第三代平衡式浮动瓦受油器已运用于土耳其凯乐水电站，现已成功制造完毕，正处于安装阶段，本机的成功运行值得期待。由于增设了转动短轴来将相对的旋转运动和上下滑动分开，结构上较前两代受油器要复杂，导致制造成本略有增加，增加的成

8、本在整个水轮机的成本中所占比例非常小，几乎可忽略不计，但其技术的先进性将给客户运行、维护所产生的效益不可估量。参考文献[1]水轮机设计手册.哈尔滨大电机研究所.北京：机械工业出版社，1976.5[2]国外大电机技术，20