混流式水轮机导水叶操作系统的改造与漏水治理

混流式水轮机导水叶操作系统的改造与漏水治理卷,期】2023033006【总页数】5页45-49【关键词】导水叶;漏水量;接力器压紧行程;导水叶操作机构;密封装置【】薛捍权;高忠继【单位】云峰发电厂吉林集安134200【正文语种】中文【中图分类】+2云峰水利枢纽位于鸭绿江中上游的吉林省集安市青石镇境内,是中朝两国在鸭绿江界河上合资兴建、利益共享、中方管理的大型水利枢纽工程。

工程共装发电机组4台,原设计单机容量100,总装机容量400,。

后期502台机组经过增容改造单机容量为115,现全厂总装机容量430,实际多年平均流量为2283,。

云峰发电厂水轮发电机组是由4台混流式水轮发电机组成。

型号为662--410,设计水头89;设计流量1353;额定转速150,是以调整峰荷为主要目的大中型水电站。

机组自1965年第1台机组投入发电至今,运行40余年。

混流式水轮机的漏水主要体现在导水机构的过流部件上。

以掌握流量的导水叶为中心,顶盖与底环结合密封,从而达到掌握漏水量的根本目的。

由于机组长年进行峰荷调整,动作频繁,导水机构中的顶盖、导叶、套筒等部件轴承与轴承套之间磨损严峻,使各传动部件的协作间隙增大,尤其有的水轮机顶盖与底环之间,以前的导叶端面密封无密封胶条,采纳的是硬性止口,机组经过几十年运行后,漏水量不断增大。

在首次进行设备改造过程中,通过人工对顶盖与底环的端面加工了密封槽。

受当时技术条件限制,加工精度与实际要求存在肯定误差,密封效果不好,导致水轮机达不到预期效果,造成水能利用率降低,同时给机组的平安运行带来很大隐患。

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漏水的危害[1-3]是指,当机组在停运的状况下,工作轮前端的导水叶处于完全关闭,操作工作轮的压力钢管内的水源完全处于密封状态,保证工作轮开头转动时供应最大流量,使水能转换成最有效的机械能,而当导水叶密封不严时,部分水流通过导水叶流失,造成资源铺张,严峻时将导致机组误开机。

同时漏水对设备的危害也非常严峻,漏水不断通过导水叶外泄,导致四周设备严峻空蚀,大大降低了设备的使用寿命,增加了维护量。

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机组停机时导水机构必需封水严密,否则不但会增加漏水量而且会加剧间隙空蚀破坏,导叶关闭后如漏水严峻时可能造成机组无法停机。

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对于中、高水头并在电网中担当尖峰负荷的机组来说,削减停机时的漏水损失尤为重要,由于这些机组有相当长时间处于停机状态。

机组在较长时间内低转速运行时,对推力轴承稳定运行造成严峻威逼,同时还会造成漏气量大,压水不到位,从而导致较大的有功功率损失。

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漏水量的计算可利用单位时间内压力管道的漏水量进行估算[3]。

由于进水闸门存在不同程度的漏水量,所以并不是导叶实际漏水量,而导叶实际漏水量为式中——导叶实际漏水量,3;——进水闸门漏水量,3;——压力管道漏水量,3。

可在机组检修过程中,通过对压力管道内的漏水水流断面面积和漏水水流流速的测定求得。

在关闭工作闸门测量压力管道的漏水量时,假如工作闸门的侧路阀漏水较大时,在1式中应加上。

假如蜗壳排水阀或钢管排水阀漏水较大时,应在1式中减去。

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为了削减漏水,必需提高导叶的加工精度,使导叶上、下端面和顶盖、底环之间,导叶与导叶之间的立面间隙尽可能小,但即使达到规定的技术要求,在机组安装投产后由于温度的变化和厂房基础变形等不利因素也可能造成导叶装配间隙增大,严峻时亦导致导叶卡阻现象,实际上中、~,~。

导水叶端面间隙测量点通常是在两个导水叶为一个单元的外侧上、下4个部位。

质量标准:上、下端面间隙和的上限等于机组设计的最大间隙和,上、下端面间隙和的下限不小于机组设计的最小间隙和的70%。

端面间隙安排一般在70%~30%。

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通常在导水叶全关闭有油压下进行,为确保数据精确     ,也可在无油压下进行复测。

测量点主要在两个导水叶搭接面的上、中、下3个部位。

测量时,。

有、无油压下导水叶的立面间隙均为零。

在无油压下进行测量过程中,假如局部有间隙,其长度不能超过导水叶的14。

、立面间隙有直接的关系,也和接力器的压紧行程亲密相关。

导叶关闭时,蜗壳水压的作用,以及操作臂变形及各轴销与轴套之间存在间隙,使导叶有向开侧方向移动的趋势。

为了避开由此引起的漏水现象,导叶关闭后还要向关侧移动几毫米,以保证过紧量。

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大、中型水轮机接力器的压紧行程为6~8。

,受人为因素的影响,由于工作人员的眼睛看刻度尺时有误差,可能使两接力器的压紧行程不非常同步,使得两连杆长短消失稍微偏差,操作机构动作无法完全协调,也会导致漏水。

,导致操作机构各连接部件磨损严峻,间隙过大。

机组在运行期间,总要进行调整峰荷,假如调整频繁,会造成操作机构的连接轴销与轴套之间消失研磨现象,当磨损程度超过规定指标范围时,会使导水叶各部间隙均发生变化,间隙值增大。

操作机构无法掌握导水叶完全关闭,导水叶关闭不严,是漏水的主要缘由之一。

,包括导叶轴承止漏及导水机构在全关闭状态下为防止蜗壳中压力水流入下游装置的导叶与导叶之间,导叶与上、下环之间的止漏装置。

、低水头的大、中型水轮机导水叶的端面与立面的止水装置主要是依靠密封胶条来有效防止漏水。

当导叶完全关闭后,导叶尾部依靠接力器的作用力压紧在相邻导叶头部的密封胶条上,这种结构的密封简单在运行中消失胶条被刮落现象。

“”型胶圈和“”型胶圈阻挡漏水。

由于机组长时间运行中不断往复运动,导水叶端面与立面以及轴径总和密封装置发生摩擦,密封胶条与“”型胶圈和“”型胶圈简单消失损坏,是导致导水叶漏水的另一主要缘由。

,导水叶上、下端面密封胶条的高度必需保证2左右。

机组原设计密封材料的使用以中性橡胶为主,但由于橡胶制品的松软性好、硬度差、抗磨性较低、加工粗糙,同时机组运行中设备长时间浸在水里,锈蚀严峻、结合面不光滑、凸凹不公平不利因素,造成局部高度满意不了要求,致使漏水量仍旧较大见图1。

通过对机组级检修过程中,对顶盖下端面及底环上端面全部的密封胶条全部进行重新更换,并在胶皮条安装槽内加装1的胶皮板见图2,有效提高胶皮条的高度,在满意规程要求的状况下,缩短了胶条与顶盖及导叶之间的距离见图3,从而使导叶与顶盖之间端面漏水量减小。

同时还对机组的导水叶端面密封胶条的材料进行了改进,使用聚氨酯代替原中性橡胶材质见图4,提高了材料的抗磨性。

保证密封胶条完好的工作到下一检修周期。

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利用机组进行级检修的机会,对全部的24个导水叶的立面密封胶条进行了更换见图5、图6。

通过对各种新型材料,各方面性能对比与现场试验,最终确定使用聚氨酯代替原中性橡胶材质。

这种新型橡胶制品不但提高了材料的抗磨性,还有效增加了抗空蚀强度。

新型密封胶条与导水叶常常磨合时,其硬度适中、不易损坏,起到防止导水叶立面消失漏水的打算性作用。

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机组安装完毕后,手动操作调速器将导水叶完全关闭,在有油压状况下,使用钢丝绳对导水叶利用捆绑式的方法见图7,将全部导水叶捆紧,然后用塞尺对2个相邻导水叶的立面进行测量。

假如发觉多数2个相邻导水叶之间的立面间隙满意不了规程上规定的技术指标,将调速系统的油压全部卸掉,确保操作机构在无油压状态下,将双联臂与导水叶上端拐臂分解。

人工使用大锤将全部导水叶打靠,并使用手拉葫芦将全部导水叶进一步捆紧,直至全部导水叶之间的立面间隙全部为零。

接着通过延长双联臂调整螺栓的方法,将双联臂与导水叶上端拐臂连到一起。

调整后松开捆绑导水叶的钢丝绳,再一次对全部导水叶的立面间隙进行复测,保证接力器在有油压与无油压时测量导水叶的立面间隙均为零。

,联接在掌握环与拐臂之间,其长短直接影响导水叶立面间隙好坏。

由于导水机构双联臂长年工作在水车室内,材质为35号钢。

受现场环境影响易产生严峻锈蚀,因此在每次检修结束后,必需对双联臂整体涂上防腐漆,以保证不产生锈蚀,然而经过多次机组级检修中,在进行导水叶立面间隙调整过程中,双联臂力臂调整螺栓频繁消失乱扣问题,调整后导水叶立面间隙始终达不到抱负状态见图8。

通过多方面的调查讨论,并与生产厂家合作,进行各项试验,最终确定将双联臂在保留原有形体的基础上,其主要金属含量更换成为113见图9。

新双联臂安装后,各项性能指标均达到规定标准,并且调整效果较好。

由于主要成分抗锈蚀力量较强,不用在双联臂的表面上再涂防腐漆,保证调整螺栓可以轻松进行调整的同时,再不消失双联臂调整螺栓乱扣现象。

,加大接力器压紧行程的压缩量,将接力器压紧行程调整到接近上限值。

接力器压紧行程的调整主要通过伸长与缩短掌握环推拉杆与接力器活塞推拉杆来完成。

由于两推拉杆之间依靠调整螺母连接,因此旋转调整螺母正反方向,就能达到调整的目的见图10。

必需同时调整2台接力器的推拉杆与掌握环推拉杆之间的调整螺母,调整长度保持全都才会使接力器操作倒水机构完全关闭导水叶后封闭效果最佳。

、中、下轴径与各部轴套之间均属间隙协作,依据水轮机设计要求,各部间隙由下至上渐渐变大。

各轴径与轴套之间的止水主要通过密封装置完成。

当水流经过导水叶时,大量的杂质混在其中,水流剧烈冲击导水叶的密封装置时,大量的杂质起到了关键性破坏作用,造成密封装置消失漏水现象。

经过现场进行实际仿真试验,确定转变密封装置出厂原设计。

在不转变各部轴径的基础上,通过缩小部分密封件的内径见图11,减小与轴径之间的协作间隙达到止水的最初目的。

同时,通过利用聚氨酯代替原中性橡胶更换“”型密封圈的材质见图12,提高密封材料耐磨性的同时增加其硬度,达到止漏最终目的。

4结束语对水轮机导水叶进行根本治理后,导水叶套筒与根部从外观进行检查没有发觉漏水问题。

接力器压紧行程与立面间隙调整完全符合