新工藝、新技術在太平灣發電廠4號機組水輪機轉輪檢修中的應用

李毅　叢培健　劉鋒　謝文祥

摘要：太平灣發電廠四臺機組水輪機為軸流轉槳式機組，其結構、工藝復雜、檢修作業的難度大。通過考察、研究，分析設備運行的狀況，為保證設備檢修工藝的流暢性和可操作性，在太平灣發電廠4號機組水輪機轉輪A級作業中，應用了多項新工藝、新技術，并對部分設備檢修專用工具進行了改造，從而為保證太平灣發電廠4號機組水輪機轉輪檢修作業的順利完成提供了有力保障，為太站同類型機組檢修奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：轉輪檢修；新工藝；新技術；應用

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-0080-01

1轉輪裝配與翻身工藝中定位方式的改進

軸流轉漿水輪機A級檢修中，水輪機轉輪解體檢修、裝配作業中需要對水輪機轉輪進行翻轉操作。在水輪機轉輪翻轉作業中，需要保證水輪機轉輪內部各部件，包括轉輪接力器活塞（簡稱轉輪活塞，下同）、操作架、連桿、轉臂、樞軸等部件進行定位，保持其相對位置不變，以保證水輪機轉輪內部各部件在轉輪翻轉作業中不發生損壞、變形。傳統的軸流轉漿水輪機轉輪裝配與翻轉定位工具，是通過一種防止水輪機轉輪樞軸轉動的固定裝置來達到對水輪機轉輪內部各部件進行定位。該裝置設計為四塊固定壓板，分別用M16和M36螺栓把合在水輪機轉輪體和樞軸上。其作用原理是將水輪機轉輪樞軸通過四塊固定壓板分別與水輪機轉輪體連接并固定，通過防止樞軸轉動，來達到保證水輪機轉輪內部各部件的定位，以保證水輪機轉輪各部件在轉輪翻轉作業中轉輪體內各部件不發生損壞、變形。

2轉輪樞軸銅瓦分解、安裝工藝及專用工具改進

2.1轉輪樞軸銅瓦分解專用工具設計、制作

太平灣發電廠軸流轉漿水輪機轉輪樞軸配合有大銅瓦、小銅瓦。樞軸大、小銅瓦均安裝在轉輪體上。水輪機轉輪樞軸大、小銅瓦與水輪機轉輪體配合關系為過盈配合，基本過盈量為：大銅瓦的過盈量一般在+0.26-+0.326mm之間，小銅瓦的過盈量一般在0.150-0.194mm之間。軸流轉漿水輪機轉輪分解檢修作業中，需要對水輪機轉輪樞軸銅瓦進行拆卸、檢修，而樞軸分解需要特殊的專用工具，該專用工具如購置需要花費十幾萬元，占用大修資金。而用傳統的方法和工藝對轉輪樞軸銅瓦進行分解，必然造成設備、部件的損壞，帶來不可估量的損失。

針對上訴原因，結合太平灣發電廠機組軸流轉漿水輪機轉輪樞軸銅瓦分解的實際作業要求及特點，查閱設備圖紙，提出自行設計、制作軸流轉漿水輪機（葉片對稱型）轉輪樞軸銅瓦分解檢修專用工具。新設計的軸流轉漿水輪機轉輪樞軸銅瓦分解檢修專用工具能夠滿足設備檢修的需求，而且制作費用低，可節約大量資金。

2.2樞軸銅瓦分解專用工具應用實例（以三號葉片樞軸大銅瓦為例）

本次太平灣發電廠4號機組轉輪A級檢修作業中，根據現場的實際需要，只對三號葉片轉輪樞軸φ1140mm銅瓦進行了分解。下面針對此項作業進行分析、總結，其目的在于積累經驗，為太站其他機組轉輪樞軸檢修提供參考。

轉輪樞軸銅瓦分解前，轉輪體內部所有部件均已拆卸完畢。轉輪樞軸銅瓦分解的第一步就是測量工作，要對樞軸外徑和銅瓦內徑分別進行測量，計算樞軸與銅瓦的配合間隙及磨損量。

樞軸銅瓦分解：將樞軸銅瓦分解專用工具的各部分按照

2.1.2項要求安裝，將連接螺桿兩側用雙螺母固定。利用同步液壓千斤頂同時作用，退出舊銅瓦。由于同步液壓千斤頂活塞行程為80mm，而φ1140銅瓦高度為200mm，因此需要調整同步液壓千斤頂全行程操作2-3次方可將樞軸銅瓦拆除。樞軸銅瓦分解前每個銅瓦必須按與其壓入的轉輪體孔號打好標記，并做好方位記號。

樞軸銅瓦分解后，應測量與銅瓦配合轉輪體內孔尺寸及銅瓦外徑（基本尺寸φ1180mm）。

與銅瓦配合轉輪體內孔尺寸（平均）為φ1180.117mm，銅瓦外徑尺寸（平均）為φ1180.391mm，銅瓦與轉輪體為過盈配合，平均過盈量為0.274mm。

銅瓦安裝：銅瓦安裝采用液態氮冷卻法進行。安裝前，將拆卸的銅瓦放置在事先制作好的容器內，并在下部鋪一張40mm海綿，四周用棉紗頭將整個油槽堆滿，起到保溫作用。

在油槽蓋上部放置一個漏斗，兩人緩慢抬起液態氮容器，將液態氮緩慢倒入油槽內。共向油槽內傾倒50L液態氮。傾倒過程中操作人員做好防護措施。銅瓦冷卻時間為10分鐘。

銅瓦冷卻過程結束后，清理容器周圍的保溫層，迅速將銅瓦吊出，并將其與原安裝位置調轉180°，放置在現場的竹板上，用吊裝帶調整好位置并捆牢，用橋機迅速吊起，安裝在轉輪體上，并用壓機將銅瓦壓靠，使銅瓦在室溫中緩慢恢復。

3轉輪葉片密封裝置

太平灣發電廠機組轉輪葉片密封裝置為單層“入”盤根密封結構，中間為葉片法蘭，在葉片法蘭外側固定有分段環形密封壓板，共8塊，用M16×40內六角螺釘固定在輪轂上，壓板里側是橫斷面為“λ”型的橡膠密封圈，密封環里側是頂起環和φ5彈簧，頂起環用M16×35內六角螺釘限位，螺釘固定在輪轂上。

轉輪葉片密封裝置分解過程中發現的問題主要歸納為：①“λ”密封圈存在變形現象；②頂緊彈簧尺寸不均；③頂緊環高度不一致；④頂緊環與密封槽安裝間隙不均勻，個別地方間隙過小，運行中由于葉片自重和水推力作用造成葉片下沉使得頂緊環出現局部卡死兒不能活動自如地將彈簧的作用力全部傳遞給“λ”密封圈。

綜上所述，通過新工藝、新技術在太平灣發電廠4號機組水輪機轉輪檢修中的實踐及應用，為保證設備的檢修質量提供了有力保障。同時，通過新工藝、新技術的開發和應用，為今后同類型機組檢修奠定了基礎，積累了寶貴的經驗。