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浅谈水轮发电机组导水机构漏水处理袁洪军（重庆屮电电力工程有限责任公司，重庆市401220）【摘要】本文介绍了重庆华能珞璜水电站#3水轮发电机组导水机构漏水的原因及处理经过，分析并提出解决导水机构联臂运动中变形的问题，改造为可调节联臂的注意事项。通过对导水机构存在的缺陷的技术改造，解决了因设备检修调整困难和设备存在缺陷威胁机组安全运行的问题。【关键词】机组导水机构导叶处理改造1概述重庆华能珞璜尾水电站3#机组是2000年重庆水轮机厂生产的，发电机型号SF4000-26/3250,水轮机厂型号HL280-LJ-175,容量4.0MW的悬吊式水轮发电机组。水轮机主要性能特性及技术参数如下：型号:HL280-LJ-175设计水头:23.45m最低水头：19.94m最高水头：24.77m设计流量：19.98m3/s额定出力：4210KW额定转速：230.8转/分飞逸转速：483.5转/分水轮机轴向水推力：20&5KN吸出高度：+1.5m重庆华能珞璜尾水电站发电水源来口于重庆华能珞璜电厂的火电机组开放\n式冷却用水。该冷却用水取自于长江，未经过任何处理直接进入火电机组冷却后排放，水质含沙量大，水温常年保持在24°C左右。珞璜尾水电站#3机组于2001年11月24日安装后投运，2003年5月10H至6月1日期间进行检查性大修，于2007年5月28FI开始进行机组大修，该机组由于导水机构设计制造遗留缺陷较多，在检查性检修时未进行有效处理,导水机构冲刷磨损严重，漏水较大，导致停机困难，致使制动闸板磨损严重，已严重影响机组的安全运行，据统计在本次检修前已运行29643多小时。2机组存在的缺陷该发电机组推力轴承为优良氟塑瓦，导水机构的漏水致机组转速难以下降到30%额定转速以下，需要高速加闸制动，制动闸闸板磨损严重，停机后不能松闸，否则发牛自转现象。导水机构漏水声较大，水轮机主轴振动较大。据运行介绍该机组此乃在导叶连接销频繁脱落、导叶套筒漏水严重、剪断销频繁折断、振摆超标等设备缺陷。本次检修拆除导水机构检查缺陷为：1、导叶联臂变形严重，2、导叶轴颈锈蚀冲刷磨损严重，3、导叶下端面冲刷严重，4、导叶立面封水处冲刷严重（导叶立面间隙最大处约25mm）；,5、底环上平面冲刷严重。3导水机构缺陷形成原因分析根据机组检修前的缺陷情况和拆出导水机构检查进行综合分析认为：⑴导水机构联臂变形为强度较弱。原联臂为M27X2的双头可调节联臂，经过几年的运行，加上维护不到位导致调节螺纹锈蚀严重，在长期的交变应力作用下，双头可调节螺纹已严重变形，可导致导叶立面间隙增大。⑵导叶连接销频繁脱落为结构不合理。导叶连接销为直销，与拐臂连接为\n过渡配合，在长期的负荷调整和开停的运动过程中导致拐臂与直销配合变形间隙增大，同时也增加双联臂的刚性疲劳，也容易形成受力不均造成剪断销折断和连接销异常脱落。⑶各部件冲刷严重为水质含沙量大导致⑷振摆超标是由于导水机构进入水轮机水流不平衡引起⑸导叶端面间隙过大，原设计上下端面间隙总和达0.70—1.40mm,拆机时测量端面间隙总和大都在1.10mm以上。4导水机构处理方案及措施为彻底解决导水机构漏水严重以及由此造成的机组不能止常停机的问题，本次检修对导水机构进行重点技术改造，根据机组的检修检查测量情况，结合其他电站检修经验，提出了以下要求和改造措施。根据导水机构联臂变形情况分析为调节螺栓强度较弱。将原联臂M27X2的双头可调节螺栓更改为M36X3双头可调节螺栓，联臂其他相关尺寸重新设计,具体结构见图。143导叶连接销频繁脱落为结构不合理。更改导叶连接销，新加工的连接销装配后在拐臂与连接销处进行局部焊接。具体结构见图。\n导叶轴颈锈蚀冲刷磨损严重部位采用OCH3Ni5MoRe不锈钢堆焊、通过机加工，将导叶上、屮、下轴颈补焊部位进行加工校正，导叶轴颈同心度（满足导叶各部尺寸达原厂图纸设计要求）。导叶中轴颈0108X10部位与顶盖对应搪孔0110X30处配合间隙较大,单侧间隙达1.6mm,该设计间隙将引起水流沿轴颈的人量窜水，作用于转轮。改进该设计缺陷，采取在导叶体沿中轴颈①108周围堆焊不锈钢一环宽lOmni的止水缘，通过车加工保证其与导叶端面平行，与顶盖对应搪孔①110X30处配合单侧间隙在0.3mm~0.4mm之间。导叶下端面、导叶立面封水处冲刷部位、底环上平面采用大规模的OCrl3Ni5MoRe不锈钢铺焊，根据原设备生产厂家图纸进机械加工还原修复。导叶套筒的尼龙轴瓦更换：将导叶套筒上、屮、下尼龙轴瓦改造成钢背聚甲醛复合轴承，因钢背聚甲醛复合轴承具有很高的承载能力高和优良的摩擦磨损性，具有很好的自润滑特性，尤其是油分子对于聚甲醛的吸附能力要比对于金属材料大20%,因此钢背聚甲醛复合轴承具有极为优异的边界润滑特性，有少量油脂，其摩擦系数就低于0.05o,这样就避免了因摩擦原因\n造成的接力器操作力矩增大和因摩擦原因造成轴瓦损坏，同时也保护了导叶轴颈密封。将原有的导叶橡胶Y型密封改造为橡胶U型密封圈。改造后的导叶套筒结构图（见图3b）,改造前的套筒（见图岚）。阳3耳凍论窮的套陽测量检查接力器耳柄与调速环销轴配合情况，配合间隙值不超过0.20mm,检查性收紧调速轴法兰连接螺栓。根据机组用水为火电机组开放式冷却用水，基本没有漂浮物及其他杂物，引水部分为封闭式引水。导叶在失控状态下与转轮不会发生碰撞（在拆除导水机构前动作测量）。导叶未设置限位保护装置，剪断销做剪断强度校核，数据表明剪断强度不能满足设计要求。为保证传动部件的强度，将导叶现有的16颗剪断销屮的8颗改为实心销，装设时空心与实心交替间隔布置；并重新计算剪断销剪断截面，进行加工更换。底环与座环连接螺栓14颗M24X50部分螺纹损坏，为增强联结强度和定位可靠性，并考虑到水下部分的螺栓容易锈蚀，将该螺栓更换为14颗M24X60的不锈钢螺栓，即螺纹长度增长lOmin；预组装导水机构，在考虑到机组的水流温度比较恒定，通过计算该机组导叶在24°C~30°C的环境下导叶膨胀增长约为0.03mm〜0.101伽。在保证导叶转动\n灵活的条件下，通过加垫底环下平面，减小导叶端面总间隙，控制在0.30mni~0.50mm以减少端面间隙引起的漏水。接力器压紧行程确保设计数值（该机组压紧行程为3nmi〜4mni）。校核接力器行程传感器的准确性5减少导水机构漏水处理的思考近年来电站的调速器自动化改造及新电站的接力器位置行程反馈大都使用行程传感器和数字编码器进行位置信号传递，在传感器和数字编码器的使用中,由于传感器和数字编码器的缺陷导致导水机构漏水的事件在部分电站发半过。传感器的位置信号与调速器的参数调整，必须同接力器的实际行程以及导叶立面间隙进行对照调节，通常情况下导叶的立面间隙是在调速器手动位置将导叶全关至“零”位进行测量的，但调速器切换至自动位置时导叶立面间隙也就可能发生变化而导致导叶立面间隙增大。所以对导水机构出现的缺陷进行综合分析，给与导水机构漏水提供综合处理方案。6结束语通过对珞璜尾水电站#3机组导水机构技术改造，经过近五年的运行观察，导叶连接销再没有出现过脱落，导叶套筒漏水明显减少，导叶全关时导叶漏水有明显好转，制动效果达到设计要求。检修周期延长，同时节省了人力，物力,改善了运行环境，为电站的安全生产和争创效益提供了非常有利的条件。漏水减少既为安全运行提供了保证，同时也提高了经济效益。导水机构技改项冃在各水电厂处理过程中存在着差异，不同的流域水质、不同的机组，其设计用材质、结构等到方面都存在着不同程度的差异，为了实\n现减少导水机构漏水的目的，立足于老导水机构的改造，使用新的技术，新的材料，既减少漏水，又可以节省大量的设备更新费用，确保安全生产。只要我们多观察、多做、多想，取长补短，并结合实际，就能不断推陈出新，为电站的安全生产做出更大贡献。参考文献：1.陈建农.方勇耕•水轮机及辅助设备运行与维护.河海人学出版社，19912.重庆水轮机厂.IIL280-LJ-175型水轮机安装说明书