混流式水輪機導水葉操作系統的改造與漏水治理卷,期】2023033006【總頁數】5頁45-49【關鍵詞】導水葉;漏水量;接力器壓緊行程;導水葉操作機構;密封裝置【】薛捍權;高忠繼【單位】云峰發電廠吉林集安134200【正文語種】中文【中圖分類】+2云峰水利樞紐位于鴨綠江中上游的吉林省集安市青石鎮境內,是中朝兩國在鴨綠江界河上合資興建、利益共享、中方管理的大型水利樞紐工程。

工程共裝發電機組4臺,原設計單機容量100,總裝機容量400,。

后期502臺機組經過增容改造單機容量為115,現全廠總裝機容量430,實際多年平均流量為2283,。

云峰發電廠水輪發電機組是由4臺混流式水輪發電機組成。

型號為662--410,設計水頭89;設計流量1353;額定轉速150,是以調整峰荷為主要目的大中型水電站。

機組自1965年第1臺機組投入發電至今,運行40余年。

混流式水輪機的漏水主要體現在導水機構的過流部件上。

以掌握流量的導水葉為中心,頂蓋與底環結合密封,從而達到掌握漏水量的根本目的。

由于機組長年進行峰荷調整,動作頻繁,導水機構中的頂蓋、導葉、套筒等部件軸承與軸承套之間磨損嚴峻,使各傳動部件的協作間隙增大,尤其有的水輪機頂蓋與底環之間,以前的導葉端面密封無密封膠條,采納的是硬性止口,機組經過幾十年運行后,漏水量不斷增大。

在首次進行設備改造過程中,通過人工對頂蓋與底環的端面加工了密封槽。

受當時技術條件限制,加工精度與實際要求存在肯定誤差,密封效果不好,導致水輪機達不到預期效果,造成水能利用率降低,同時給機組的平安運行帶來很大隱患。

。

漏水的危害[1-3]是指,當機組在停運的狀況下,工作輪前端的導水葉處于完全關閉,操作工作輪的壓力鋼管內的水源完全處于密封狀態,保證工作輪開頭轉動時供應最大流量,使水能轉換成最有效的機械能,而當導水葉密封不嚴時,部分水流通過導水葉流失,造成資源鋪張,嚴峻時將導致機組誤開機。

同時漏水對設備的危害也非常嚴峻,漏水不斷通過導水葉外泄,導致四周設備嚴峻空蝕,大大降低了設備的使用壽命,增加了維護量。

。

機組停機時導水機構必需封水嚴密,否則不但會增加漏水量而且會加劇間隙空蝕破壞,導葉關閉后如漏水嚴峻時可能造成機組無法停機。

。

對于中、高水頭并在電網中擔當尖峰負荷的機組來說,削減停機時的漏水損失尤為重要,由于這些機組有相當長時間處于停機狀態。

機組在較長時間內低轉速運行時,對推力軸承穩定運行造成嚴峻威逼,同時還會造成漏氣量大,壓水不到位,從而導致較大的有功功率損失。

。

漏水量的計算可利用單位時間內壓力管道的漏水量進行估算[3]。

由于進水閘門存在不同程度的漏水量,所以并不是導葉實際漏水量,而導葉實際漏水量為式中——導葉實際漏水量,3;——進水閘門漏水量,3;——壓力管道漏水量,3。

可在機組檢修過程中,通過對壓力管道內的漏水水流斷面面積和漏水水流流速的測定求得。

在關閉工作閘門測量壓力管道的漏水量時,假如工作閘門的側路閥漏水較大時,在1式中應加上。

假如蝸殼排水閥或鋼管排水閥漏水較大時,應在1式中減去。

。

為了削減漏水,必需提高導葉的加工精度,使導葉上、下端面和頂蓋、底環之間,導葉與導葉之間的立面間隙盡可能小,但即使達到規定的技術要求,在機組安裝投產后由于溫度的變化和廠房基礎變形等不利因素也可能造成導葉裝配間隙增大,嚴峻時亦導致導葉卡阻現象,實際上中、~,~。

導水葉端面間隙測量點通常是在兩個導水葉為一個單元的外側上、下4個部位。

質量標準:上、下端面間隙和的上限等于機組設計的最大間隙和,上、下端面間隙和的下限不小于機組設計的最小間隙和的70%。

端面間隙安排一般在70%~30%。

。

通常在導水葉全關閉有油壓下進行,為確保數據精確?????,也可在無油壓下進行復測。

測量點主要在兩個導水葉搭接面的上、中、下3個部位。

測量時,。

有、無油壓下導水葉的立面間隙均為零。

在無油壓下進行測量過程中,假如局部有間隙,其長度不能超過導水葉的14。

、立面間隙有直接的關系,也和接力器的壓緊行程親密相關。

導葉關閉時,蝸殼水壓的作用,以及操作臂變形及各軸銷與軸套之間存在間隙,使導葉有向開側方向移動的趨勢。

為了避開由此引起的漏水現象,導葉關閉后還要向關側移動幾毫米,以保證過緊量。

。

大、中型水輪機接力器的壓緊行程為6~8。

,受人為因素的影響,由于工作人員的眼睛看刻度尺時有誤差,可能使兩接力器的壓緊行程不非常同步,使得兩連桿長短消失稍微偏差,操作機構動作無法完全協調,也會導致漏水。

,導致操作機構各連接部件磨損嚴峻,間隙過大。

機組在運行期間,總要進行調整峰荷,假如調整頻繁,會造成操作機構的連接軸銷與軸套之間消失研磨現象,當磨損程度超過規定指標范圍時,會使導水葉各部間隙均發生變化,間隙值增大。

操作機構無法掌握導水葉完全關閉,導水葉關閉不嚴,是漏水的主要緣由之一。

,包括導葉軸承止漏及導水機構在全關閉狀態下為防止蝸殼中壓力水流入下游裝置的導葉與導葉之間,導葉與上、下環之間的止漏裝置。

、低水頭的大、中型水輪機導水葉的端面與立面的止水裝置主要是依靠密封膠條來有效防止漏水。

當導葉完全關閉后,導葉尾部依靠接力器的作用力壓緊在相鄰導葉頭部的密封膠條上,這種結構的密封簡單在運行中消失膠條被刮落現象。

“”型膠圈和“”型膠圈阻擋漏水。

由于機組長時間運行中不斷往復運動,導水葉端面與立面以及軸徑總和密封裝置發生摩擦,密封膠條與“”型膠圈和“”型膠圈簡單消失損壞,是導致導水葉漏水的另一主要緣由。

,導水葉上、下端面密封膠條的高度必需保證2左右。

機組原設計密封材料的使用以中性橡膠為主,但由于橡膠制品的松軟性好、硬度差、抗磨性較低、加工粗糙,同時機組運行中設備長時間浸在水里,銹蝕嚴峻、結合面不光滑、凸凹不公平不利因素,造成局部高度滿意不了要求,致使漏水量仍舊較大見圖1。

通過對機組級檢修過程中,對頂蓋下端面及底環上端面全部的密封膠條全部進行重新更換,并在膠皮條安裝槽內加裝1的膠皮板見圖2,有效提高膠皮條的高度,在滿意規程要求的狀況下,縮短了膠條與頂蓋及導葉之間的距離見圖3,從而使導葉與頂蓋之間端面漏水量減小。

同時還對機組的導水葉端面密封膠條的材料進行了改進,使用聚氨酯代替原中性橡膠材質見圖4,提高了材料的抗磨性。

保證密封膠條完好的工作到下一檢修周期。

。

利用機組進行級檢修的機會,對全部的24個導水葉的立面密封膠條進行了更換見圖5、圖6。

通過對各種新型材料,各方面性能對比與現場試驗,最終確定使用聚氨酯代替原中性橡膠材質。

這種新型橡膠制品不但提高了材料的抗磨性,還有效增加了抗空蝕強度。

新型密封膠條與導水葉常常磨合時,其硬度適中、不易損壞,起到防止導水葉立面消失漏水的打算性作用。

。

機組安裝完畢后,手動操作調速器將導水葉完全關閉,在有油壓狀況下,使用鋼絲繩對導水葉利用捆綁式的方法見圖7,將全部導水葉捆緊,然后用塞尺對2個相鄰導水葉的立面進行測量。

假如發覺多數2個相鄰導水葉之間的立面間隙滿意不了規程上規定的技術指標,將調速系統的油壓全部卸掉,確保操作機構在無油壓狀態下,將雙聯臂與導水葉上端拐臂分解。

人工使用大錘將全部導水葉打靠,并使用手拉葫蘆將全部導水葉進一步捆緊,直至全部導水葉之間的立面間隙全部為零。

接著通過延長雙聯臂調整螺栓的方法,將雙聯臂與導水葉上端拐臂連到一起。

調整后松開捆綁導水葉的鋼絲繩,再一次對全部導水葉的立面間隙進行復測,保證接力器在有油壓與無油壓時測量導水葉的立面間隙均為零。

,聯接在掌握環與拐臂之間,其長短直接影響導水葉立面間隙好壞。

由于導水機構雙聯臂長年工作在水車室內,材質為35號鋼。

受現場環境影響易產生嚴峻銹蝕,因此在每次檢修結束后,必需對雙聯臂整體涂上防腐漆,以保證不產生銹蝕,然而經過多次機組級檢修中,在進行導水葉立面間隙調整過程中,雙聯臂力臂調整螺栓頻繁消失亂扣問題,調整后導水葉立面間隙始終達不到抱負狀態見圖8。

通過多方面的調查討論,并與生產廠家合作,進行各項試驗,最終確定將雙聯臂在保留原有形體的基礎上,其主要金屬含量更換成為113見圖9。

新雙聯臂安裝后,各項性能指標均達到規定標準,并且調整效果較好。

由于主要成分抗銹蝕力量較強,不用在雙聯臂的表面上再涂防腐漆,保證調整螺栓可以輕松進行調整的同時,再不消失雙聯臂調整螺栓亂扣現象。

,加大接力器壓緊行程的壓縮量,將接力器壓緊行程調整到接近上限值。

接力器壓緊行程的調整主要通過伸長與縮短掌握環推拉桿與接力器活塞推拉桿來完成。

由于兩推拉桿之間依靠調整螺母連接,因此旋轉調整螺母正反方向,就能達到調整的目的見圖10。

必需同時調整2臺接力器的推拉桿與掌握環推拉桿之間的調整螺母,調整長度保持全都才會使接力器操作倒水機構完全關閉導水葉后封閉效果最佳。

、中、下軸徑與各部軸套之間均屬間隙協作,依據水輪機設計要求,各部間隙由下至上漸漸變大。

各軸徑與軸套之間的止水主要通過密封裝置完成。

當水流經過導水葉時,大量的雜質混在其中,水流劇烈沖擊導水葉的密封裝置時,大量的雜質起到了關鍵性破壞作用,造成密封裝置消失漏水現象。

經過現場進行實際仿真試驗,確定轉變密封裝置出廠原設計。

在不轉變各部軸徑的基礎上,通過縮小部分密封件的內徑見圖11,減小與軸徑之間的協作間隙達到止水的最初目的。

同時,通過利用聚氨酯代替原中性橡膠更換“”型密封圈的材質見圖12,提高密封材料耐磨性的同時增加其硬度,達到止漏最終目的。

4結束語對水輪機導水葉進行根本治理后,導水葉套筒與根部從外觀進行檢查沒有發覺漏水問題。

接力器壓緊行程與立面間隙調整完全符合