淺談貴州馬馬崖電站1號機下止漏環間隙處理工藝

程璽（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧丹東118216）

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淺談貴州馬馬崖電站1號機下止漏環間隙處理工藝

摘要：通過對貴州馬馬崖水電站1號水輪機下止漏環間隙處理工藝的介紹，整理了在狹小配合面處理局部突出部分的消缺思路，并討論了設備加工焊接時應力未完全釋放對設備安裝造成影響的可能性，從而強調了機電安裝對過程監控的重要性。

關鍵詞：貴州馬馬崖水電站；水輪發電機組；下止漏環間隙；間隙處理

貴州北盤江馬馬崖一級水電站為北盤江干流（茅口以下）規劃梯級的第2級，屬二等大（2）型工程，樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、壩身開敞式溢流表孔、壩身放空底孔、左岸引水系統及左岸地下廠房等主要建筑物組成。工程任務以發電為主，航運次之。電站裝機容量540 MW，安裝3臺由東方電機廠制造的單機容量為180 MW的水輪發電機組和一臺由天津電機廠制造的單機容量為1.8 MW的水輪發電機組，由水電六局貴州馬馬崖電站機電安裝項目部負責機組安裝。

1發現問題

在馬馬崖電站1號水輪發電機組轉子與下端軸聯接過程中發現下止漏環間隙出現變化（轉子與下端軸距離處25mm，即下端軸與水輪機軸需上提25mm），不能滿足安裝要求，具體數據見表1：

表1　下止漏環間隙　單位：mm

現場測量發現4號導葉與16號導葉方位各有2個漸變的鼓包，鼓包估計寬度有100 mm，長度200 mm。而東方電機廠設計人員通過計算確認機組在機械過速時最大擺度為1.05 mm，為確保機組運行安全，止漏環單邊最小間隙為1.50 mm。由于電站工期較緊，我方決定在不吊轉輪的情況下進行處理。

2制定方案

分析了轉輪室空間結構和下止漏環鼓包位置（見圖1），我方考慮了2套方案（見圖2）：

圖1　止漏環間隙處理空間及鼓包位置示意圖

圖2　2套方案說明圖

分析2套方案發現，方案一中使用簡易液壓拉床，極大的節省了人力，拉削量較大，效果明顯，但支座在操作中不易固定和調平，且拉刀每次放置都需重新調整支座，不利于反復操作，一旦出現拉刀崩斷，斷裂部分無法取出，風險較高。方案二中使用電動往復工具經行處理，操作簡單，但效果和風險與銼刀制作形式和使用材質有較大關系，只能定做銼刀，而打磨量較大，銼刀使用數量較多，成本較高，且處理時間較長。綜合比較后，我方從風險角度出發決定采用第二套方案，及磨削加工處理，并根據現場實際情況定制銼刀，銼刀尺寸見圖3。

圖3　銼刀制作尺寸

3處理下止漏環間隙

根據方案二，我方購置電動吊磨機（見圖4）以及定制銼刀（見圖5）。

圖4　電動吊磨機

圖5　定制銼刀

打磨開始前，先抱緊下導瓦（推力軸承在下機架上），并在水導部位架千斤頂，用塞尺將鼓包部位間隙分解，每差0.1 mm為一段，并用記號筆標注在底環相應位置，而后使用千斤頂將轉輪頂靠到16號導葉方位，這樣在4號導葉方位止漏環最小間隙為2.25 mm（定制銼刀的厚度基本在2～2.2 mm之間），由于轉輪與底環接觸，因此在打磨期間機組轉動部分上盡量不進行焊接作業，如必須進行，需有可靠接地，防止轉輪與底環接觸面導電粘結，下導瓦絕緣損壞。

打磨時，先將銼刀放入4號導葉方位間隙最小的部位，調整千斤頂，將轉輪慢慢靠過來，當感覺銼刀受力后將銼刀取出，用塞尺將16號導葉方位的間隙塞出，在塞出的數據上加0.1 mm塞尺（具體增加量可根據銼刀插入間隙松緊度調整），塞緊16號導葉方位的間隙，并將轉輪頂緊，然后塞出4號導葉方位最小間隙，使用電動吊磨機對間隙最小的部位進行打磨，由于銼刀較長，因此只能進行上下打磨，而銼刀與止漏環的接觸面較小，為保證打磨的質量，需對該部位反復打磨，直到銼刀兩側在該區域任何位置受力不再滿足打磨需求，用塞尺進行測量，并比較原數據，如果數據未變，則更換銼刀，按照上述方法重新調整4號導葉方位間隙，如果數據變大，可在16導葉方位繼續增加塞尺，始終保持銼刀兩側受力（我方在處理過程中除每次更換銼刀調整間隙時需增加0.1 mm，其余皆增加0.05 mm）,直到打磨開始前標記的鼓包部位全部打磨完成，依次累加的打磨量大于0.45 mm為止，之后用相同方法打磨16號導葉方位間隙。

通過6名工人，0.5個月持續不斷的打磨，在用壞了2臺電動吊磨機，800根定制銼刀后，下止漏環間隙基本達到設計要求，具體數據見表2：

表2　處理后下止漏環間隙

4處理結果

貴州北盤江馬馬崖一級水電站1號水輪發電機組試運行過程中，各部位導軸承擺度均不大于0.15mm，機械過速時各導軸承及支架擺度振動數據見表3。

表3　機械過速時擺度、振動數據

72 h商業運行后，我方對下止漏環間隙進行檢查，未發現剮蹭粘研等情況，間隙也未有變化。

通過以上數據和檢查結果可以看出，機組在極端條件下轉輪部位擺度不會超過0.6 mm，止漏環間隙滿足設計運行要求。

5原因分析

馬馬崖電站1號水輪機底環剖面結構如圖6。

圖6　底環剖面圖

底環與止漏環均分2瓣，把合焊接后整體加工，止漏環對接面開V型坡口，底環現場把合后焊接止漏環對接口并打磨，根據之前的測量記錄，未焊接前焊縫兩邊無凸出部分，焊接完成后由于應力原因，焊縫兩邊出現凸起，我方對凸起部分進行了打磨處理，使之滿足安裝要求，轉輪吊裝到位后下止漏環間隙數據見表4。

表4　

聯軸之前測量下止漏環間隙已發生變化，具體尺寸見表5。

表5　

聯軸完成后，下止漏環間隙最終變成表1的結果，從結果來看導致最終出現凸起的原因為：底環與止漏環這種組合焊接件未等到內部應力完全釋放完成就進行加工，致使應力內存遇外力沖擊而釋放應力，出現局部突變。而引起應力釋放的原因考慮到當時的施工環境，可能是由于土建單位在肘管位置開鑿混凝土，風鎬連續振動預埋部分長達半個月之久所致。為防止相同情況出現，之后2號、3號底環全部組裝焊接后與座環把合，并用風動扳手打緊螺栓，打磨焊縫和最小半徑之后，吊入轉輪預裝。

6結束語

貴州馬馬崖電站1號機下止漏環凸起部分處理的過程就是一個根據現場實際情況，對比選擇施工方案，并將處理過程進行分解量化的過程。在此過程中技術人員深入一線，根據現場情況提出方便操作、方便測量的施工方案最為重要，而對出現問題的原因的分析也再一次警示我們，在機械制造和設備安裝過程中，技術人員不能存在任何僥幸心理，必須嚴格按照制造安裝規范和設計要求進行，無法想象如果不是外部因素導致止漏環應力提前釋放，一旦在運行過程中由于機組振動致使應力釋放，止漏環間隙變小而不能滿足運行要求，將會造成多么巨大的損失，因此我們基層的技術人員必須具備很強的責任心，同時既要多在施工中實際操作，又要不斷的學習充實自己，這樣才能夠在力所能及的范圍內消除隱患，在非自己可控的范圍外出現問題時找到切實可行的辦法，保證施工的進度和質量。

參考文獻：

[1]GB8564-2003水輪發電機安裝技術規范[S].

[2]東方電機廠水輪機底環加工圖紙[Z].

作者簡介：程璽（1983-），男，工程師，從事水電站機電安裝工作。

收稿日期：2015-12-09

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.016

中圖分類號：TK730.3+23

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2016）03-0055-03