大型贯流转桨式机组浮动环安装技术浅析

1、大型贯流转桨式机组浮动环安装技术浅析第29卷增刊(2)2010年10月四JII水力发电SichuanWaterPowerVo1.29,Supplement(2)Oct.,2010大型贯流转桨式机组浮动环安装技术浅析张冰雪(四川圣达水电开发,四川乐山614900)摘要:介绍了大型灯泡贯流转桨式机组受油器体采用浮动环结构特点和浮动环安装工艺以及浮动环烧损后的处理思路和方法,并对安装过程中应重点注意的事项进行了总结,仅供参考.关键词:贯流转桨式机组;浮动环;安装技术中图分类号:TV734;TV737文献标识码:B文章编号:1001-2184(2010)增2-0282-041机组的主要参数该电站为河床

2、式,安装3台单机40MW的大型灯泡贯流式水轮发电机组,水轮机型号GZ820一WP一630,转轮直径6.3m,最大水头15.9m,额定水头13.0m,最小水头3.0m,额定流量341.35m/s,额定出力41MW,额定转速100r/min,飞逸转速260r/rain(非协联290).2受油器结构特点及安装工艺该机组受油器安装在发电机前面的灯泡头内,包括受油器支架,受油器体,操作油管和传输作油管采用不锈钢无缝钢管,法兰连接,其轴承采回复杆,受油器上还设有桨叶接力器位移指示器.受油器与发电机所有连接处设双重绝缘,以防止的旋转运动分开,减少了浮动环的磨损,从而保证了机组的安全稳定运行;该机组两高压进油

3、管处的浮动环采用分开的结构,避免了某些机组用一块浮动环产生蹩劲的问题,大大提高了机组运行的可靠性.受油器体共设置三块浮动环(A,B和C),分别套装于转轴前段,转轴后段,其中浮动环A和B用于转轮桨叶操作进出油,浮动环c用于转轮体轮毂进出油.收稿日期:2010-09-20圈SichuanWaterPower(1)准备工作.解体清洗干净并检查各部配合尺寸,在安装问将浮动环A,B,C分别套装于转轴前段,转轴后段相应的配合部位,测量三套浮动环与转轴前段,mm之问,必要时可修刮浮动环,合格后拆除浮动环;调整浮动环C进油孔中心与转轴油孑L中心重甩油环环绕着转轴后段相应的配合部位组装成整体,检查甩油环分半组合

4、面间隙,错压及其甩油环与转轴后段之间的间隙,应无间隙,必要时可修磨甩油环分半组合面,合格后将甩油环拆下.(2)前置工作.分别将操作油管之间联接,转轴后段与主轴联接,操作油管与转轴前段套装,转轴前段与转轴后段联接,转轴后段盘车检查摆度调整至合格,将转轴前段盘车检查摆度调整至合格.(3)浮动环安装调整工作.将相应密封圈分别装入受油器支架上,下游侧法兰面密封槽内,浮动环C,B,A上,下游侧法兰面密封槽内,受油器罩下游侧法兰面密封槽内;将相应圆柱销分别装入浮动环C,B,A的销孔内;用螺栓及其垫圈,绝缘套将底板,绝缘板把合在受油器支架上.安装调整好转轴后段配套部件,包括后盖,挡圈,受油器支架,浮动环C,

5、压板C,测量并调整受油器支架与转轴后段的间隙,该间隙应四周一致.调整浮动环C并根据标记就位.移动受油器支架贴紧浮动环C将受油器支架轴向定位,在转轴上作上受油器支架的轴向标记.调整压板c,使压板C上的圆柱销槽对准浮动环张冰雪:大型贯流转浆式机组浮动环安装技术浅析2010年增刊(2)C上的圆柱销,使压板c与转轴的四周间隙均匀一架以方便后续零部件的安装.按同样的方法,分别将浮动环B,A装入受油器体.(4)受油器支架调整就位.向上游侧移动受油器支架到预先标记处,将受油器支架轴向定位,移动并调整受油器体与受油器支架组合,使其进出油管的法兰面水平,受油器支架与转轴的间隙在机组运行时应四周均匀一致.调整合格

6、后,将底板焊于泡壳地板上,并进行P,r探伤检查.受油器支架安装合格后,将甩油环安装就位.其后,依次移动预先套装在转轴后段上的挡圈,后盖就位.3浮动环安装过程中应重点注意的事项3.1不同机组的同一零部件有可能不完全一样,需对相关零部件结构进行认真检查并确认是否与其他机组一致该站3#机组2006年6月25日首次启动11h后发现受油器浮动环烧损,1#和2#机组分别于2005年4月和11月发电,其受油器一直运行正常.经过对安装过程进行全面复查得知,安装时轴的摆度分别为:A瓦处摆度值为0.06mm;B瓦处摆度值为0.08mm;C瓦处摆度值为0.06mm,设计值为0.08mm.各项安装数据均合格,转轴摆度

7、和浮动环间隙符合要求.但发现3#机组使用的浮动环的结构与本电站1#,2#机组的不一样,在瓦的内圆上增设了两道盘根槽.1#和2#机组分别于2005年4月和11月发电,其受油器一直运行正常.经向设计人员咨询,这种结构的浮动环是厂家经过改进,在端面间隙偏大的情况才在槽里面加入盘根,但产品安装使用说明书里面并没有说清楚.经分析认为:浮动环烧损是盘根太紧造成盘根与轴摩擦产生热量,致使浮动环烧损.故决定取消B瓦内侧多加的一条盘根,更换备瓦进行回装.转轴摆度,重新安装前一定要复测转轴的摆度,同时,要将轴研磨部分充分抛光并达到要求在取消盘根更换浮动环后机组于2006年6月25日再次开机运行,但开机后不久第二次

8、发生浮动环烧损.随后解体受油器,复测转轴摆度,测得转轴在B瓦处的摆度为0.19mm,A瓦处为0.27mm;而设计值为不超过0.08mm,超标较多.经分析认为,第二次发生浮动环烧损的原因主要有:(1)轴的摆度超标,包含有两种情况:第一次烧损之前轴的摆度就已经超标;第一次烧损之前轴的摆度不超标,但第一次烧损后,采用机械方式强制拆除三块浮动环造成转轴后段轴摆度增大,而为了抢发电时间未按规范要求对后段轴进行摆度复测就进行装配.(2)浮动环B第一次烧损后在轴上留有研磨的铜屑,而第二次装瓦之前对轴的抛光处理没有达到设计要求.(3)泡头与锥体的上浮量过大,导致受油器支架上升过大,使得瓦与轴的间隙变小.提出的

9、处理措施为:(1)重新调整转轴轴线,根据复测转轴摆度的数据可知:转轴的摆度明显超标;重新调整转轴的轴线,直至符合要求.(2)对轴的有关表面(与瓦配合处)进行抛光处理并达到要求.(3)对1#机组和2#机组在开机前后泡头的上浮量进行实测,并与3样机组泡头的上浮量进行比较,以作参考.按照上述处理措施实施后,2006年7月6日回装后的机组运行正常,7月9日正式投产发电,但与其它两台机组比较,漏油量偏大,调速器高压环间隙偏大所致,故决定在机组检修时对受油器漏油量偏大进行处理.上浮量对浮动环间隙的影响3样机组于2006年12月1日开始检修,2007年1月3日检修完毕并投入运行,1月21日中午发现3#机组受

10、油器C瓦后端盖大量喷油,遂紧急停机.初步检查发现c瓦温度有些偏高,估计浮动环有烧损.拆卸受油器进行详细检查发现:B瓦严重烧损;ABE瓦定位销钉全部剪断;ABC瓦压板内径底部均有磨损,其中C瓦压板内径底部磨损要严重一些;ABC瓦压板端面有磨损,ABC瓦端面有磨损.转轴与ABC瓦配合处均有划痕,其中与B瓦配合处附有大量铜屑.本次事故发生后,再次对安装过程进行了梳mnl;轴与瓦的间隙ABc均在0.080.10toni:压板与瓦的端面间隙A为0.35rain,B为0.44nlln,CSichuanWaterPower圈第29卷总第139期四川水力发电2010年l0月查发现底部间隙反而比上部问隙小0.5

11、mm.经分析烧损的主要原因有以下两点:(1)泡头与锥体的上浮量过大,导致受油器支架上升使本次3#机组检修是在流道抽干水的状态下进行,根据经验预留0.5mm的下沉量,但未测量流道全部充满水以后受油器支架的实际上浮量,无法与预留下沉量进行比对,故未重新调整受油器支架的上浮量,此时流道并没有全部充满水.(2)在本次3#机组检修过程中,现场发现受油器体与受油器支架的把合面的垂直度和同轴度有一定偏差.根据以上原因分析,主要从以下几方面进行处理:(1)测量3#机组受油器支架在流道抽干水后的下沉量和流道全部充满水后的实际上浮量.(2)检查3机组垂直支撑,采用目测与架表的方式检测垂直支撑的工作状况,如出现异常

12、则进行处理.(3)返厂加工3#机组转轴并配ABC瓦,更换所有密封零部件,返厂检测受油器体及受油器支架组合面的垂直度和同轴度,如不符合要求则由厂家进行处理.(4)经分析,浮动环可能在元月19日左右就已经烧损.由于烧损时间过长,未及时发现并停机,加之浮动环烧损较严重,产生的铜屑有可能进入桨叶接力器操作油缸,取样化验3样机组调速器回油箱和漏油箱的透平油,并与1#,2#机组进行比对,根据比对结果,确定是否检查转轮体.经过检测,垂直支撑,受油器本体均没有问题.为了减小泡头上浮量的影响,本次受油器安月8日开始安装,3月21日上午启动机组.支架受力状况的改变引起受油器体和浮动环位置变化2007年3月21日上

13、午启动机组运行仅23min后受油器就出现故障,拆开后检查发现浮动环严重烧损,至此,受油器已经发生四次烧损,一次漏油量偏大的严重事故,严重影响了电站的正圈SichuanWaterPower下:(1)受油器B瓦烧损位置较工作位置向上游偏离68mm处(从第三次烧损拍摄的照片中分析也发生此现象).(2)齿盘处的铜片进入C瓦端盖转动部分与固定部分间,拆出C瓦端盖处的甩油盘时发现有损伤痕迹.(3)组合轴承端盖有磨损(从安装后第一次开机后检查就发现有此现象).(4)受油器支撑现场实际与图纸有部分差异.(5)轮毂供油管上截止阀的检查:将阀门旋至全开后,再向开的方向旋转,在此状态下将阀门解体后发现阀芯脱落;在阀

14、芯脱落的情况下,将阀门组装后,使劲将阀门旋至全关,在此状态下将阀门解体后发现阀芯又套在阀杆上.(6)检查发电机转子空气间隙情况,其空气间隙实测值与安装数据有一定差异.(7)检查定子与冷却套法兰螺栓无异常现象.(8)检查组合轴承其正反推力瓦无异常现象.(9)检查轴承,镜板均无异常现象.(10)检查流道支撑无异常现象.根据以上检查情况,认为造成烧损的主要原因是:机组运行过程中,受油器受到了较大的外力推动,而受油器底座的支撑又不足以抵抗外力的推动而产生弯曲变形所致,使受油器体以及浮动环产生倾斜,与轴接触而造成烧损.(1)为减少漏油泵的启动次数,受油器AB腔之间的漏油管由原先直接接至排油管而改为接至轮

15、毂供油管,管路上设置有2个截止阀.这样,在正常情况下,通过轮毂供油管,受油器受到来自于调速器回油箱中的油产生的大约lkg/cm的压力,造成其轮毂供油管上的截止阀造成管路压力增大时,其造成受油器向上游方向的轴向推力会增大.(2)由于停机过程中受油器AB腔之间的漏油管上的活接头出现漏油,判断漏油管里确实产生了较况,可能是截止阀阀芯脱落,使轮毂供油管排油不畅,导致管路油压升高,使受油器受到了推力.(3)由于受油器B瓦烧损位置向上游偏离68mrtl处,从而判断B瓦和受油器确实受到了向上游方向的外推力.(4)由于受油器受到轴向较大的外推力作用,再加上受油器本身的重量,这些外力将分别对受油器支撑产生弯矩作

16、用,在两个弯张冰雪:大型贯流转浆式机组浮动环安装技术浅析2010年增刊(2)矩的综合作用下,受油器支撑产生变形.(5)由于受油器现场实际情况与设计图纸确实有部分差异,从而使受油器底座支撑的刚度有所减弱,如果一旦有较大的外力作用,将会加剧支撑变形.根据以上原因分析,提出了以下处理方案:(1)将轴返厂加工并配AB瓦(C瓦不换);(2)测速齿盘位置加套焊接后再加工;(3)将轮毂供油管上的截止阀换成球阀;(4)将受油器漏油管恢复成改造前的状态;(5)按照图纸将受油器支撑进行完善;(6)完全清理受油器操作油管内的铜屑.根据以上方案进行处理后,机组开机后受油器运行正常.3.5对安装过程中的不正常现象要认真

17、分析,找出问题症结并认真复查校核每一个环节的每一个数据在第四次处理过程中,发现了一个以前从未发现的新问题,即:在将B瓦,B瓦压板,压板密封条,受油器体B腔装配后,用塞尺测量瓦与压板的端面间隙(这道工序以前未做),结果发现端面内圈与外圈两个止口,而实测这两个止口的高度,外圈比内圈要高0.4mm左右,这样,在打紧把合螺栓后,B瓦压板很容易变形,这种变形将直接导研究,最后确定将B瓦压止口打磨,以适应受油器体内圈与外圈两个止口的高差,打磨后测量发现端面间隙不均匀的情况已经消除.据了解,在处理漏油量较大的问题时,浮动环安装过程中也曾出现过不正常现象:将B瓦套人受油器体内,组装受油器体与受油器支架,把合受

18、油器支座与受油器体的螺栓时,发现轴有偏移现垂直度可能存在偏差,但现场没有精确的检测手过多次组装并采取敲打受油器体等方式,最终轴当时并没有认真对待.如果当时深入分析,有可能及早发现B瓦压板把合有内圈与外圈两个止口的高差问题.因此,在安装过程中,一定要认真检查复测校核每一个环节的每一个数据,如果在第四次烧损后的处理过程中不去测量加盘根后的端面间隙而发现问题,其他再好的工作也是无用工,还会发生第五次烧损.4结语大型灯泡贯流转桨式机组受油器及其浮动环具有自身的结构特点,很容易发生浮动环烧损的情况,在安装过程中一定要认真细致地做好每个环节该做的工作,不能侥幸地凭经验略去任何一个疑问和环节.作者简介:张冰雪(1973一),