邱志武+高非+譚博元

摘 要：本文主要闡述了柴河電廠三號(hào)機(jī)組在大修過(guò)程中有關(guān)問(wèn)題的處理及改進(jìn)，分別為水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的處理及各部軸瓦的改進(jìn)處理、調(diào)速軸發(fā)卡處理、技術(shù)供水的設(shè)計(jì)改進(jìn)等。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī) 調(diào)速器 技術(shù)供水

1.前言

柴河水庫(kù)發(fā)電廠是水庫(kù)主體工程的重要組成部分，是一座壩后式電站。電廠現(xiàn)有三臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為7030Kw，設(shè)計(jì)年發(fā)電量1600萬(wàn)Kwh。其中三號(hào)機(jī)組容量為630Kw的臥式混流機(jī)組，1993年工程施工，1994年春并網(wǎng)發(fā)電，發(fā)電設(shè)計(jì)水頭26.3m，最大水頭36m，最小水頭16m，設(shè)計(jì)流量3.21m3/s。2014年10月，我們對(duì)三號(hào)機(jī)組進(jìn)行了全方位大修及微機(jī)自動(dòng)化改造。

2.處理改進(jìn)內(nèi)容

2.1三號(hào)機(jī)組水輪機(jī)部分大修處理

1）大修前存在的問(wèn)題：機(jī)組每次停機(jī)只有加風(fēng)閘后才能停下來(lái)，但當(dāng)風(fēng)閘解除后機(jī)組又會(huì)潛動(dòng)轉(zhuǎn)起來(lái)。每次停機(jī)，在風(fēng)閘沒(méi)有解除的情況下都需要關(guān)閉蝶閥，這樣不但操作復(fù)雜，而且增加能源消耗，同時(shí)在每次開(kāi)機(jī)時(shí)都要先開(kāi)蝶閥，大大延長(zhǎng)了開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間，進(jìn)而說(shuō)明水輪機(jī)導(dǎo)葉沒(méi)有完全關(guān)閉，水輪機(jī)漏水嚴(yán)重。

2）水輪機(jī)部分大修：首先拆除尾水彎管，同時(shí)拆卸水尾水管直管段，再拆除水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，發(fā)現(xiàn)有兩片相臨導(dǎo)葉立面間隙較大，其中一片導(dǎo)葉的立面間隙達(dá)到1cm，另一片導(dǎo)葉的立面間隙在5mm左右。用水輪機(jī)控制環(huán)打開(kāi)導(dǎo)葉，檢查導(dǎo)葉上冠和下冠，在導(dǎo)葉全關(guān)位置上冠和下冠汽蝕非常嚴(yán)重，最大汽蝕深度為3.5mm，寬度6cm，長(zhǎng)度為20cm，檢查完畢拆除水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)部分，進(jìn)而進(jìn)行各個(gè)導(dǎo)葉的處理及水輪機(jī)上下冠的補(bǔ)焊處理。對(duì)汽蝕部分先進(jìn)行打磨，然后用不銹鋼焊條對(duì)導(dǎo)葉的立面及端面進(jìn)行補(bǔ)焊，打磨過(guò)程中，用30cm長(zhǎng)的刀口尺對(duì)導(dǎo)葉的立面和端面進(jìn)行檢查找平，打磨、直致汽蝕修補(bǔ)滿(mǎn)足要求為止。對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉的上冠和下冠下用同樣的處理辦法進(jìn)行補(bǔ)焊打磨，直至滿(mǎn)足要求為止。處理完畢將下冠（底環(huán)）放平，將全部導(dǎo)葉對(duì)號(hào)入座安裝在底環(huán)上，檢查底部端面及立面間隙，全部符合要求后，進(jìn)行各部噴漆回裝導(dǎo)葉。

3）捆導(dǎo)葉：導(dǎo)葉回裝完畢后，調(diào)速器處于全關(guān)狀態(tài)，所有導(dǎo)葉聯(lián)板安裝完畢，所有拐臂也安裝到導(dǎo)葉上，只是銷(xiāo)釘沒(méi)有打進(jìn)去，由于原來(lái)大修前導(dǎo)葉的立面間隙不符合規(guī)范要求，所以必須采取捆導(dǎo)葉措施來(lái)解決，由于機(jī)組蝸殼小，又沒(méi)有進(jìn)人孔，人無(wú)法進(jìn)入蝸殼內(nèi)進(jìn)行捆導(dǎo)葉，這是問(wèn)題難點(diǎn)所在。我們決定將蝸殼的正上方的排氣閥與蝸殼正下方的排水閥卸掉，兩端漏出φ25的孔，從排水孔穿入φ16的鋼絲繩，環(huán)繞導(dǎo)葉一圈半后從最上端的排氣孔穿出，然后將排水孔穿進(jìn)的鋼絲繩用卡環(huán)卡住，上端排氣孔的鋼絲繩穿出后用5t手拉葫蘆掛在正上方的5t吊車(chē)上，用手拉葫蘆收緊導(dǎo)鏈，用錘逐個(gè)敲擊所有導(dǎo)葉，逐步收緊手拉葫蘆，直到導(dǎo)葉間隙符合要求，然后觀察拐臂與導(dǎo)葉軸頭定位銷(xiāo)孔，錯(cuò)位的一并重新進(jìn)行鉆孔并進(jìn)行配銷(xiāo)，銷(xiāo)釘全部打入并且拐臂及連板與控制環(huán)連接并鎖定后，鋼絲繩才可以松掉，再次復(fù)測(cè)其間隙，滿(mǎn)足規(guī)范要求后，取出鋼絲繩。

通過(guò)這樣捆導(dǎo)葉，立面間隙最大5道塞尺2/3不通過(guò)，不但大大減少了漏水量，而且每次開(kāi)/關(guān)機(jī)都不需要再開(kāi)/關(guān)閉蝶閥，完全杜絕了機(jī)組的潛動(dòng)現(xiàn)象，確保機(jī)組安全可靠的進(jìn)行開(kāi)/停機(jī)。

2.2三號(hào)機(jī)組各部軸瓦的改進(jìn)處理

軸瓦的研刮在機(jī)組大修過(guò)程中是一項(xiàng)極為關(guān)鍵的工作。當(dāng)大軸在軸瓦內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦力的原因，必然會(huì)產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生的熱量要及時(shí)被油帶走，如果軸和軸瓦接觸面不能形成良好油膜和充足的油量，且瓦研刮的接觸點(diǎn)少于每平方厘米2-3點(diǎn)，瓦溫就會(huì)高，甚至燒瓦，所以軸瓦應(yīng)細(xì)致研刮，并要保證瓦內(nèi)在正常運(yùn)行過(guò)程中要存有足夠能建立油膜的油量，這樣才能保證軸瓦溫在60度以下正常運(yùn)行，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

軸瓦材質(zhì)全為巴氏合金筒式瓦，原來(lái)的軸瓦是用刮刀挑瓦形式瓦花，并達(dá)到所要求的接觸點(diǎn)，這樣費(fèi)工費(fèi)力效果又不是很理想，所以這次我們決定采用打瓦形式進(jìn)行研刮。首先進(jìn)行打瓦，用鉛筆將瓦面畫(huà)出0.8×0.8cm的均勻的菱形方格，事先用鉆頭做一個(gè)專(zhuān)用工具5×5×5mm的等邊三角形，中間有一個(gè)0.5mm深坑，坑的直徑1.5mm，這樣做是為了增加接觸點(diǎn)數(shù)），然后在每個(gè)菱形方格內(nèi)打下楔形三角瓦坑。這樣在瓦面上形成很多均勻的楔形三角瓦坑，瓦坑最深為0.5mm，這樣存油量多，油膜不易被破壞。專(zhuān)用工具的尖角迎著軸的旋轉(zhuǎn)方向，會(huì)使油隨著軸的旋轉(zhuǎn)方向直接進(jìn)入凹坑內(nèi)，三角凹坑的底邊就會(huì)把油牢牢的擋在坑內(nèi)（尖側(cè)淺其對(duì)應(yīng)邊側(cè)深），使瓦內(nèi)的存油量大大增加，油膜極不容易破壞，降低了運(yùn)行瓦溫，增加了瓦的使用壽命。當(dāng)打瓦工作結(jié)束后，進(jìn)行粗略研瓦，然后將軸瓦瓦面上涂一層藏丹，但是不要太濃，太濃會(huì)將一些不需要研刮的地方染色，影響刮瓦工作的準(zhǔn)確性，最后將軸瓦回裝，將大軸360度旋轉(zhuǎn)數(shù)圈后取出軸瓦，觀察瓦面亮點(diǎn)，使用三角刮刀，將大點(diǎn)破碎，增加接觸點(diǎn)數(shù)，然后用酒精清洗瓦面，再次將瓦回裝進(jìn)行研磨，如此反復(fù)當(dāng)接觸面積達(dá)到40%左右，粗刮完成，進(jìn)行精研，過(guò)程與粗研瓦相同，直到接觸點(diǎn)均勻分布，每平方厘米內(nèi)有2至3個(gè)點(diǎn)，并且無(wú)大點(diǎn)，各處的所有點(diǎn)均勻分布為止。然后用鉛絲壓瓦的間隙，壓瓦間隙時(shí)要在瓦口的接縫處及瓦的正上方分別放一條鉛絲，壓完間隙經(jīng)計(jì)算后，確定瓦口所墊銅鉑厚度，調(diào)整瓦與大軸間隙，確保瓦在良好的工況下運(yùn)行。推力瓦與上述導(dǎo)瓦的打瓦及研瓦的過(guò)程一樣，這樣打瓦研瓦實(shí)施以后，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行效果優(yōu)良，所有瓦溫均在55度以下。

2.3三號(hào)機(jī)組調(diào)速軸發(fā)卡的原因及改進(jìn)

2014年8月3#機(jī)組出現(xiàn)這樣的故障，在調(diào)速器開(kāi)度0-75%時(shí)開(kāi)關(guān)正常，隨著庫(kù)水位的下降，為了滿(mǎn)足機(jī)組額定出力，在調(diào)速器開(kāi)度增加到80%時(shí)調(diào)速器失靈，向開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)雙方向受令，調(diào)速器拒絕動(dòng)作，整臺(tái)機(jī)組失去控制，幸好這種運(yùn)行狀態(tài)恰巧趕上值班人員對(duì)機(jī)組進(jìn)行增負(fù)荷操作，否則后果不堪設(shè)想。

經(jīng)過(guò)查找，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是調(diào)速軸傾斜所造成的，調(diào)速軸兩側(cè)有固定軸套，軸套的一端固定在調(diào)速器上，另一端軸套座用螺栓固定在機(jī)組蝸殼上，調(diào)速器側(cè)軸套無(wú)法變位，而固定在蝸殼上的軸套座孔與螺栓有1mm的間隙，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)蝸殼會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，使固定在蝸殼側(cè)的軸套座下沉1mm，兩側(cè)軸套不同心致使調(diào)速軸傾斜發(fā)卡，使調(diào)速器操作功不夠（調(diào)速器的操作功是一定的），進(jìn)而推不動(dòng)控制環(huán)，導(dǎo)葉不能正常開(kāi)啟與關(guān)閉。我們決定，將調(diào)速軸及蝸殼側(cè)軸套座重新調(diào)整后，在蝸殼側(cè)的軸套座處打入兩個(gè)鎖定銷(xiāo)釘，經(jīng)手動(dòng)開(kāi)啟及關(guān)閉調(diào)速器，調(diào)速軸動(dòng)作靈活可靠，通過(guò)正常開(kāi)停機(jī)運(yùn)行后效果良好，調(diào)速軸動(dòng)作靈活，從而保證了機(jī)組在任何工況下安全可靠運(yùn)行。2.4三號(hào)機(jī)組技術(shù)供水的設(shè)計(jì)改進(jìn)

3#機(jī)組技術(shù)供水是取之蝸殼的進(jìn)水側(cè)，總?cè)∷転棣?0電焊鋼管，使用手動(dòng)球閥控制，然后再分別用φ25鋼管接到水輪機(jī)側(cè)軸承（含推力瓦）及發(fā)電機(jī)的前導(dǎo)軸承和后導(dǎo)軸承冷卻器上。在開(kāi)機(jī)時(shí)首先要手動(dòng)開(kāi)啟球閥，然后才能機(jī)，并且各個(gè)分支也沒(méi)有水壓表，監(jiān)視不到各部軸承的水壓。在停機(jī)時(shí)，要在機(jī)組全停完畢后再手動(dòng)關(guān)閉φ50總球閥，有時(shí)停機(jī)后忘記關(guān)閉球閥就會(huì)造成水量損失。本次微機(jī)自動(dòng)化改造后，把所有的技術(shù)供水管路全部更換成不銹管路，所有的閥門(mén)均改成不銹鋼閥門(mén)，其中總技術(shù)供水管路上安裝了一臺(tái)不銹鋼手/自一體電動(dòng)球閥，三個(gè)分支管路均安裝不銹鋼截止閥及三塊電接點(diǎn)壓力表，這樣各分支管路的水壓可以隨著三部瓦溫度的高低來(lái)調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)改進(jìn)后的動(dòng)作過(guò)程如下：當(dāng)機(jī)組接到遠(yuǎn)方發(fā)出的開(kāi)機(jī)令后，機(jī)旁的LCU屏發(fā)出指令，首先開(kāi)啟技術(shù)供水電動(dòng)球閥，當(dāng)三部軸承的冷卻水壓滿(mǎn)足要求后，即三塊電接點(diǎn)壓力表接點(diǎn)接通后，做為調(diào)速器的一個(gè)開(kāi)啟指令，調(diào)速器才能啟動(dòng)開(kāi)機(jī)。當(dāng)機(jī)組停機(jī)并且風(fēng)閘解除后，機(jī)旁的LCU再發(fā)出指令，關(guān)閉技術(shù)供水的電動(dòng)球閥，使之總冷卻水關(guān)閉，自動(dòng)完成停機(jī)全過(guò)程。這樣設(shè)計(jì)改進(jìn)后，機(jī)組就完全實(shí)現(xiàn)了微自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班少人執(zhí)守的微機(jī)自動(dòng)化控制全過(guò)程，同時(shí)也減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及水資源的浪費(fèi)。

3.結(jié)論

三號(hào)機(jī)組經(jīng)過(guò)這次大修后，我們把機(jī)組安裝時(shí)出現(xiàn)的一些問(wèn)題和多年運(yùn)行過(guò)程中積攢的問(wèn)題一并進(jìn)行了解決。特別是各部瓦用了新的打瓦技術(shù)，大大延長(zhǎng)了鎢金瓦的使用壽命，降低了運(yùn)行瓦溫，是其他電站在大修過(guò)程中可以借鑒的新技術(shù)。經(jīng)過(guò)這幾項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)，不但大大延長(zhǎng)了機(jī)組的使用壽命，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班、少人執(zhí)守的完全微機(jī)自動(dòng)化控制，減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了機(jī)組運(yùn)行安全的可靠性及用水的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而提高了電站的經(jīng)濟(jì)效益。endprint