掛治水電廠機組導水機構立面間隙調整新工藝

黃立新

（湖南五凌電力有限責任公司 長沙市 410004）

1 概 述

掛治水電站位于沅水干流上游河段清水江的中下游，壩址位于貴州省黔東南苗族侗族自治州錦屏縣境內，是沅水規劃梯級的第3 級，上距三板溪水電站18 km。

電站樞紐主要由溢流壩、河床式廠房、兩岸非溢流壩及消力池等建筑物組成。 安裝3 臺5萬kW 軸流轉槳式機組。電站的開發任務是以發電為主，兼有改善航運條件等綜合利用效益，并可作為三板溪的反調節電站。 水庫正常蓄水位322.00 m，相應庫容4 184萬m3，死水位320.00 m，電站裝機容量15萬kW，多年平均發電量4.021 億kW·h。 掛治水電站于2005年1月開工，2007年9月底全部機組投產發電。

2 導水機構檢修情況

掛治水電廠自投運以來由于部分機組導葉軸套漏水，在2009年的檢修期間更換導葉上軸套密封的過程中發現導葉拐臂止推軸承存在普遍損壞的情況，需要全部改造處理。 因此改造過程中將把所有導葉的拐臂全部拆除，雖然在偏心銷上打有標記，但裝復后難以恢復到原來的情況，導葉的立面間隙變化較大，需要全部重新調整，工作量很大，是檢修工期控制的關鍵因素。為了確保檢修按計劃完工，經過認真分析導水機構的結構特點，研究制定了立面間調整簡單而具有科學性、實際操作性的方法，2010年1月掛治水電廠3#機組檢修期間實踐表明該方法不但操作性強，而且簡便快捷。在保證檢修工期方面起了決定性的作用。

3 立面間隙調整新工藝

水輪發電機組導水機構的活動導葉立面間隙調整是安裝與檢修的關鍵工序之一，直接影響機組的安全經濟運行，若立面間隙調整不合適將導致導葉漏水大，不僅造成大量水力資源的浪費；而且還造成機組蠕動，停機困難、在低轉速下長時間運轉等威脅機組安全運行的問題，因此水輪發電機組的安裝與檢修都必須保證立面間隙合格，特別是水頭高的電站。

傳統的立面間隙調整方法為：首先利用鋼絲繩將導葉沿圓周捆緊，然后用錘敲擊或其他方法減小各個導葉之間的立面間隙，由于沒有系統考慮如此多相互約束導葉的內在規律，調整時往往相互影響，且過大的鋼絲繩捆綁力可能作用與立面間隙之間，當鋼絲繩松開后將造成約束力的重新分布，易出現個別導葉立面間隙再次超標的情況。 并且調整工作勞動強度很大，工作人員需要不停地穿梭在活動導葉與固定導葉之間進行大量的反復測量與調整工作。 新調整工藝根據導水機構本身結構特點，探索出一種程序化的調整方法，將復雜隨意性的傳統方法提升為一種按照一定的規范操作的調整工藝方法，有利于安裝與檢修施工中推廣應用。

3.1 導水機構的結構

一般導水機構是由數片活動導葉組成，分布在轉輪室外側，沿與轉輪室同心一定直徑圓周上均布，導葉兩翼交叉相互搭接，相互搭接的部位均經精加工處理，是導葉密封的止水線，關閉時形成嚴密的擋水結構，開啟時同步轉動，因要求導葉有自關閉趨勢的特性，所以導葉的兩翼一般不等長。其結構有以下特點：導葉總數為偶數，一般為24 片；導葉兩翼一般不等長，其轉軸中心到大頭止水線的距離（L大）小于到小頭止水線的距離（L小）。

附圖為導葉分布及導葉外形示意圖。

附圖 導葉分布及導葉外形

3.2 導葉立面間隙調整的理論依據

根據導水機構的以上結構特點可以得到以下規律：

（1）導葉轉動時其大頭某一具體的點（譬如止水線上的各個點）運動的距離小于導葉轉動時其小頭某一具體的點（譬如止水線上的各個點）運動的距離，并且其大小成一定的比例，β=L大/L小=375/556=0.675，將其定義為傳遞比β。

3.3 具體的調整方法與步驟

第一步：將導葉初步調整至全關位置，此時導葉拐臂暫不與控制環相連，各個導葉處于相對自由狀態。 如果屬于初始安裝，導葉與全關位置相距甚遠，可以利用傳統捆鋼絲繩的方法先將導葉歸位，然后松開鋼絲繩。

第二步：測量所有導葉立面間隙的分布情況，將其數據依次記錄在相應的圖表上。

第三步：分析第一次精確調整導葉策略，原則就是逆時針（逐級遞減）的方向逐個靠緊，將所有間隙趕在某兩個導葉之間，其余導葉間基本無間隙。

第四步：按上述策略進行調整，嚴格控制超調情況。 并測量出存在間隙的兩導葉間的具體間隙值。

第五步：按照消除所測得間隙值的原則逆時針方向逐個調整導葉，根據上述“規律3”間隙間很快被消除，所有導葉將完全關閉。

第六步：連接拐臂與控制環間的連桿，并復測。最后進行壓緊形成的測量與調整。

4 結語

通過掛治水電廠機組檢修期間導水機構立面間隙調整新工藝的實踐應用，證明調整新工藝科學可行、操作性強，且調整工藝思路清晰、程序化簡單操作。 有利于提高安裝檢修效率與質量。 其他水電廠水輪發電機組的導水機構立面間隙調整，可以根據自身導水機構的結構參數特點確定傳遞比及調整方向后用類似的新工藝進行。

上述調整工藝方法是基于導葉間立面接觸面接觸良好的情況下，以接力器壓緊行程消除部分未接觸壓緊的情況。 如果壓緊后仍存在超標局部間隙或接觸面存在過大的不平直情況，即存在不符合設計與安裝工藝要求時需要局部修整以消除局部超標缺陷后進一步調整。