東方紅三級電站頂蓋偏心處理.doc

東方紅三級電站頂蓋偏心處理何 勇（云南文山電力股份有限公司小河溝發(fā)電分公司 云南文山 663000）摘要： 東方紅三級電站機(jī)電安裝過程中,在水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝時,發(fā)現(xiàn)頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓與上部固定止漏環(huán)不同心。通過對頂蓋的車修處理后消除了偏心缺陷。關(guān)鍵詞：東方紅三級電站 安裝 導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 頂蓋 偏心 處理1 概述東方紅三級電站（現(xiàn)更名為東方紅四級電站，以下仍稱東方紅三級電站）位于云南省文山縣盤龍河上，該電站裝機(jī)容量為1x12.5MW，是原東方紅三級電站被自然崖崩摧毀后的恢復(fù)重建工程。由于屬災(zāi)后恢復(fù)重建工程，建設(shè)工期緊，任務(wù)重，這給設(shè)備制造和安裝單位都帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)，在安裝過程中出現(xiàn)了許多預(yù)想不到的困難。特別是水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)裝時，發(fā)現(xiàn)頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓與上部固定止漏環(huán)不同心，以至造成了安裝工作的中斷，經(jīng)過充分的分析，確定了消除設(shè)備缺陷的處理方案，并及時、成功的進(jìn)行了實(shí)施，確保電站按原計劃建成發(fā)電。2 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的預(yù)裝及問題的發(fā)現(xiàn)2003年5月,機(jī)電安裝人員開始進(jìn)行水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝。水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝的主要技術(shù)要求有：（1）底環(huán)，頂蓋的中心應(yīng)與機(jī)組垂直中心重合；（2）每塊導(dǎo)葉上下軸承孔應(yīng)同心；（3）導(dǎo)葉端面、立面間隙符合要求；（4）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動部分的工作應(yīng)靈活可靠；（5）底環(huán)、頂蓋應(yīng)平行，其（X、Y）剖線應(yīng)與機(jī)組的（X、Y）剖線一致。東方紅三級電站導(dǎo)水機(jī)構(gòu)為徑向式結(jié)構(gòu)，預(yù)裝前根據(jù)以上水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝的基本技術(shù)要求,對座環(huán)圓度、水平和安裝高程都做了復(fù)測,對頂蓋與座環(huán)、底環(huán)與座環(huán)都進(jìn)行了清理組合,并且檢查了底環(huán)與頂蓋的圓度以及主要配合尺寸,活動導(dǎo)葉配合高度,活動導(dǎo)葉上下軸頸與其配合的軸承內(nèi)徑尺寸等都無異常。預(yù)裝前的準(zhǔn)備工作結(jié)束后，吊入底環(huán)，以座環(huán)中心為基準(zhǔn)，采用鋼琴線與外徑千分尺配合，對底環(huán)中心和水平進(jìn)行測量、調(diào)整合格后，打緊固定螺栓對底環(huán)定位。然后按編號裝配頂蓋、導(dǎo)葉套筒。經(jīng)檢查，此時在自由狀態(tài)下全部活動導(dǎo)葉都能靈活轉(zhuǎn)動。最后以下部固定止漏環(huán)（即底環(huán)）中心為基準(zhǔn)，掛出中心鋼琴線，用同樣的方法測量上部固定止漏環(huán)（即頂蓋）中心和圓度，調(diào)整頂蓋的中心位置，使其中心偏差不超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（即各半徑與平均半徑之差不超過止漏環(huán)間隙的10%）。頂蓋中心測量參數(shù)參見圖1。待水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中心確定，并且全部預(yù)裝完畢后，檢查活動導(dǎo)葉，發(fā)現(xiàn)只有4塊能靈活轉(zhuǎn)動，其余12塊都存在不同程度的蹩勁，有的甚至被卡死而不能轉(zhuǎn)動。3 活動導(dǎo)葉不能靈活轉(zhuǎn)動的情況分析 針對大多數(shù)活動導(dǎo)葉不能靈活轉(zhuǎn)動的實(shí)際情況，主要從以下幾個方面分析了造成 表1 活動導(dǎo)葉端面間隙測量值（單位：mm 上端面下端面大頭小頭大頭小頭10.500.3000.2020.500.3000.2530.400.0500.4540.3000.200.5050.400.300.150.2560.400.500.100.0570.300.500.20080.250.400.200.0590.200.500.2001000.200.400.15110.300.450.150120.400.500.150130.300.400.200.25140.450.450.050.15150.100.200.350.30160.450.150.050.30活動導(dǎo)葉不能靈活轉(zhuǎn)動的原因：（1） 活動導(dǎo)葉上、中、下軸套安裝不當(dāng)或軸承與軸領(lǐng)配合過緊，從而造成軸套與軸領(lǐng)“抱死”。 但是在自由狀態(tài)下導(dǎo)葉能夠自如轉(zhuǎn)動，同時經(jīng)過對導(dǎo)水機(jī)構(gòu)分解檢查，均沒發(fā)現(xiàn)異常，排除了這種可能。（2）頂蓋與座環(huán)接合面不緊密或存在不均勻間隙導(dǎo)致頂蓋與底環(huán)不平行，以至活動導(dǎo)葉被“卡死”而不能轉(zhuǎn)動。為了證實(shí)這種可能性，我們用0.05mm的塞尺檢查頂蓋與座環(huán)的結(jié)合縫，不能通過，然后我們又用內(nèi)徑千分尺測量底環(huán)與頂蓋之間的間距（測量數(shù)據(jù)見圖2）。前面已經(jīng)介紹過頂蓋和底環(huán)的水平都已確定，參照圖2的測量結(jié)果，可以判斷頂蓋與底環(huán)是平行的，所以這種情況也可以排除。（3）頂蓋與底環(huán)導(dǎo)葉軸孔分布圓的同心度不合格。用塞尺測量導(dǎo)葉上下端面間隙，測量方法參數(shù)如圖3所示，表1為所測量的導(dǎo)葉端面間隙值，從表中參數(shù)可以判斷出其總間隙沒有超過設(shè)計規(guī)定值，也沒有小于設(shè)計間隙的70%的規(guī)程規(guī)定?；顒訉?dǎo)葉與頂蓋及底環(huán)間總間隙能滿足設(shè)計要求。但是，參照表1的測量參數(shù)進(jìn)行頂蓋與底環(huán)導(dǎo)葉軸孔分布圓的同心度的調(diào)整時，無論是對頂蓋進(jìn)行平移還是進(jìn)行周向旋轉(zhuǎn)總有多塊導(dǎo)葉端面間隙不能滿足規(guī)程要求，而且大多數(shù)導(dǎo)葉仍不能轉(zhuǎn)動。根據(jù)導(dǎo)葉端面間隙測量值（見表1）可以看出大多數(shù)活動導(dǎo)葉的大、小頭端面間隙都不均勻，而底環(huán)和頂蓋的水平已確定且二者是相互平行的，可以判斷大多數(shù)活動導(dǎo)葉都是傾斜的。前面已經(jīng)提到，頂蓋在自由狀態(tài)（即沒有對頂蓋找中心）時，全部活動導(dǎo)葉都能靈活轉(zhuǎn)動。而活動導(dǎo)葉不能轉(zhuǎn)動是在對上部固定止漏環(huán)（即頂蓋）找中心后才發(fā)生的。這樣就帶來了一個問題，當(dāng)上下固定止漏環(huán)（即頂蓋與底環(huán)）同心后頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓與底環(huán)就不同心，活動導(dǎo)葉上下軸承孔的同軸度就不能滿足要求活動導(dǎo)葉就不能轉(zhuǎn)動。而當(dāng)活動導(dǎo)葉上下軸襯孔的同軸度滿足要求時，頂蓋與底環(huán)又不同心了。所以，引起活動導(dǎo)葉不能轉(zhuǎn)動的根本原因，應(yīng)該是上部固定止漏環(huán)與頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓不同心，在對頂蓋找正過程中移動頂蓋時，導(dǎo)葉也被強(qiáng)行移動，造成導(dǎo)葉傾倒，以至蹩頸而不能轉(zhuǎn)動。通過上面的分析，得出的結(jié)論是：造成活動導(dǎo)葉不能轉(zhuǎn)動的根本原因是制造廠在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)加工時，未能達(dá)到設(shè)計要求，造成了頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓與上部固定止漏環(huán)不同心，即頂蓋是偏心的。4 頂蓋偏心的處理由前面的分析判斷，活動導(dǎo)葉不能轉(zhuǎn)動的原因是頂蓋上的導(dǎo)葉分布圓與上部固定止漏環(huán)不同心，而導(dǎo)致頂蓋偏心的根本原因是制造廠在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)加工時，未能達(dá)到設(shè)計要求。問題處理的關(guān)鍵就是如何消除頂蓋偏心的問題。經(jīng)過與制造廠協(xié)商，最終采取偏心車修上部固定止漏環(huán)使之與導(dǎo)葉分布圓同心。從而達(dá)到了消除頂蓋偏心的缺陷。具體的處理方法如下：（1） 將活動導(dǎo)葉，套筒，頂蓋全部吊裝就位，全部導(dǎo)葉能靈活轉(zhuǎn)動時（即頂蓋處于自由狀態(tài)位置時）測量頂蓋與底環(huán)的相對中心參數(shù)，見圖4。（2） 根據(jù)預(yù)裝測量結(jié)果，在頂蓋上做出偏心位置標(biāo)記，見圖5所示。（3） 按止漏環(huán)實(shí)測偏心值（見圖4），車修頂蓋上部固定止漏環(huán)1445mm至1445.6mm。2003年6月7日，安裝人員將頂蓋送到東方紅發(fā)電廠機(jī)加工車間進(jìn)行車修（車修具體尺寸見圖5）。車修當(dāng)天就將頂蓋返工地進(jìn)行導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝。調(diào)整頂蓋上部固定止漏環(huán)與底環(huán)同心后全部活動導(dǎo)葉都能靈活轉(zhuǎn)動。頂蓋偏心問題得到了徹底的解決。2003年8月21日東方紅三級電站順利并網(wǎng)發(fā)電。5 對機(jī)組運(yùn)行可能造成的影響由于頂蓋車修處理后上部固定止漏環(huán)與水輪機(jī)工作輪之間的間隙增大，超過了設(shè)計值，有可能對機(jī)組的安全，穩(wěn)定運(yùn)行可能會產(chǎn)生一定的影響。（1） 頂蓋與轉(zhuǎn)輪單邊間隙增大了0.30mm,容積損失也就相應(yīng)地增加，從而使通過水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的有效工作流量減少，有可能導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)的出力不足或下降。（2） 轉(zhuǎn)輪上腔水壓上升為0.04Mpa可能會導(dǎo)致軸向水推力增加，也可能會引起推力軸承溫度的不正常上升。由于間隙增加，將導(dǎo)致漏水量增加以及漏水流速的增加，以至加劇轉(zhuǎn)輪的汽蝕以及泥砂磨損的速度，最終導(dǎo)致機(jī)組檢修周期的縮短。同時，主軸密封負(fù)荷也相應(yīng)的增加。6 結(jié)語東方紅三級電站已經(jīng)運(yùn)行了兩年多，就這兩年的運(yùn)行情況來看，還沒有發(fā)現(xiàn)什么大的問題，機(jī)組的運(yùn)行工況基本穩(wěn)定