ZZ560-LH-550水輪機的檢修

摘要:八盤峽水電站位于多泥沙的黃河上游，機組運行過程中水輪機過流部件容易受到泥沙的磨損和氣蝕破壞而產生疲勞現象，發生裂縫、工作零部件表面金屬大量流失和在局部有穿孔等現象，從而降低了水輪機的運行效率。本文以八盤峽水電站1#水輪發電機組的檢修為例，介紹了檢修的內容及在檢修過程中的注意點，以期為水輪機的檢修提供一點實際經驗。

關鍵詞:八盤峽水輪機檢修

中圖分類號:TB47文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0115-01

水輪機因具有轉化率高，運行成本低而在水能的利用中，充當了不可代替的角色。但在運轉中，容易受到泥沙的磨損和氣蝕破壞而產生疲勞現象，發生裂縫、工作零部件表面金屬大量流失和在局部有穿孔等現象，從而降低了水輪機的運行效率。因此及時對水輪機進行檢修顯得格外重要。本文對八盤峽水電站1#水輪發電機組的檢修過程以及在檢修過程中的注意點做了簡單介紹，以期為水輪機的檢修提供一點實際經驗。

八盤峽水電站是黃河干流上的一座低水頭、河床式徑流電站，位于甘肅省蘭州市西固區，距蘭州市中心52公里。全站共裝有5臺單機容量為36MW的軸流轉漿式水輪發電機組，其中一單元1#、2#機組由哈爾濱電機廠制造，二單元的3#、4#、5#機組由瑞典KMW公司制造;電站于1969年10月正式開工，1975年8月1日第一臺機組并網發電，1980年2月24日5臺機組全部投入運行。在1997年左岸泄洪閘一孔口擴建安裝了6#機組，容量40MW，由天津阿爾斯通水電公司生產，現全站總裝機容量為22萬kW，其中1#水輪發電機組，轉輪型號為ZZ560-LH-550，由浙江富春江機械廠設計、制造。由于水質較差，泥沙含量高，水下過流部件腐蝕非常嚴重，暴露出許多問題。于2007年12月25日至2008年3月18日，歷時85天，對1#水輪發電機組進行了擴大性維修。

1檢修內容

1.1 暴露出來的問題及原因分析

1#水輪發電機組在檢修前暴露出的問題主要包括以下幾個方面。

(1)葉片聯結螺栓氣蝕嚴重。原因可能是由于轉輪葉片螺栓護板有裂紋或穿孔，造成了葉片聯結螺栓發生了氣蝕;(2)尾水出現油花。其原因只能是轉輪機出現了外泄。可能是轉輪體排油嘴漏油，也可能是葉片漏油或者轉輪體上下端蓋漏油;(3)槳葉存在不同程度的裂紋和氣蝕。槳葉出現裂紋的具體原因，須在拆下葉片的情況下才可以具體的判斷、處理。

1.2 檢修內容計劃

鑒于1#水輪發電機組問題的嚴重性，決定對其進行一次包括分解轉輪葉片的擴大性檢查維修。具體包括:(1)轉輪體密封壓板、堵頭、油口的完好性檢查及處理;(2)轉輪葉片的密封裝置的檢查、更換及處理;(3)葉片聯結螺栓檢查更換;(4)轉輪葉片氣蝕、裂紋檢查處理;(5)轉輪室氣蝕檢查處理;(6)轉輪靜平衡試驗。

1.3 檢修的結果及處理方案

通過檢修，發現1#水輪機存在以下缺陷:葉片聯結螺栓氣蝕嚴重;轉輪體排油嘴存在不同程度的滲漏;葉片氣蝕嚴重、有裂紋;轉輪室氣蝕嚴重等。

對上面提到的各種缺陷，我們采取了如下的處理方式。

(1)葉片聯結螺栓氣蝕。聯系廠家購買，將葉片螺栓全部更換后，將護板進行封焊，焊縫檢查無裂紋、沙眼。(2)排油嘴裂紋。排油嘴的裂紋深度較淺，采取了研磨的方式，對其進行處理，對水輪機組運轉的影響可以忽略。(3)葉片氣蝕。通過稱重、測量找出需要處理的區域，用電弧氣刨對葉片的氣蝕部位進行處理，其深度一般達到95%以上的面積露出基體金屬后，進行補焊并打磨。在對葉片氣蝕部位施焊時，要注意幾個原則:①焊接時，先將溝槽、深坑填平后再大面積蓋面;②應從中央位置向四周施焊;③應先焊槳葉背面，再焊槳葉正面。(4)葉片裂紋。應先在裂紋的兩端分別鉆上止延孔，防止在處理過程中裂紋繼續延伸，止延孔的孔徑為5mm～8mm的范圍內選擇，對30mm以內的裂紋，開V形坡口。對葉片裂紋的施焊，要求焊接平整、光滑、無夾雜、無氣孔，焊縫要高出圓形表面1mm～2mm，最后用砂輪機磨平、磨光。(5)轉輪室氣蝕。對轉輪室的氣蝕部位進行補焊打磨，使補焊區域同未磨損的區域連成整體的光滑表面。(6)按照規程對金屬密封環及葉片法蘭進行了修刮，并做煤油滲漏實驗，結果全面符合要求。(7)更換水輪機葉片的“λ”密封圈，修復葉片密封壓板。

2 葉片動作實驗

通過稱重、測量記錄直到在進行補焊時，重量的變化在0.002%范圍內，所以在進行檢驗實驗時，僅僅進行葉片的動作實驗。檢驗的過程。

2.1 實驗目的

檢驗Z腔、下端蓋、進入孔蓋的密封效果。

2.2 實驗預期效果

在進行葉片密封試驗時，應保持空腔(Z腔)油壓為0.5MPa，同時用壓力油操作葉片使之能在全開到全關范圍內以每小時3次的轉動速度轉動。在環境溫度不低于12℃的情況下，24小時內每個葉片密封漏油量不得超過0.10L，除葉片密封外其他固定或聯接部分不許出現漏油和滲油現象。

2.3 試驗準備

(1)將轉輪打壓蓋有可能滲漏油的結合面預先進行密封處理。轉輪打壓蓋與轉輪端面的接觸面應光潔，以保證密封能平均壓嚴。(2)制作轉輪活塞悶蓋，隔離封堵活塞上腔(P腔)與下腔(Q腔)及空間腔(Z腔)。悶蓋中間采用平面密封，以確保密封正常無滲漏。(3)備好1臺壓油泵，1個容積為1m3以上的油槽，3根10m長的高壓油管(接高壓油閥、油泵、油槽用)。

2.4 試驗步驟

(1)轉輪檢修完畢并固定，裝上活塞端蓋、試驗用轉輪打壓蓋。對活塞上腔(P腔)和下腔(Q腔)及空間腔(Z腔)充油。(2)空間腔(Z腔)接油泵并加壓至0.5MPa，關閉閥門，保持壓力16h，并用壓力油操作葉片使之轉動(從全開到全關)，轉動次數以3次/h為宜。在周圍溫度不低于12℃的情況下，24h內每個葉片密封漏油量不得超過0.12L，除葉片密封外其他固定或聯接部分不許有漏油和滲油現象為合格。試驗結果應符合規程要求。

2.5 實驗結果

在密封24小時后，Z腔、下端蓋和進入孔蓋的密封效果都符合規程的要求，其中:Z腔漏油0.06L;下端蓋僅出現滲油現象;進入孔蓋漏油0.01L。

3建議

在進行擴大檢修中，除了對常規性，容易出錯的部位進行檢測外，還應該根據實際情況作具體分析，例如:(1)當轉輪氣蝕現象不嚴重，補焊引起的轉輪重量增加不明顯(如不超過總重量的0.02%)，而且原轉輪靜平衡狀況良好，則可以不進行靜平衡試驗。但若補焊增重較大(如超過總重量的0.5%以上)，最好進行靜平衡試驗。(2)如果檢修中發現某些部件有缺陷或損壞特別嚴重時，應重點分析造成的原因，并進行處理和改進。

參考文獻

[1]何清華，黃志雄，吳萬榮，等.水輪機轉輪檢修裝備的研究現狀及發展趨勢[J].大電機技術，2003，2:35～39.

[2]李吉平.水輪機轉輪的檢修[J].黑龍江科技信息，2010，12:28、254.