关于柴河电厂3#机组有关问题的处理及改进

邱志武+高非+谭博元

摘 要：本文主要阐述了柴河电厂三号机组在大修过程中有关问题的处理及改进，分别为水轮机导水机构的处理及各部轴瓦的改进处理、调速轴发卡处理、技术供水的设计改进等。

关键词：水轮机 调速器 技术供水

1.前言

柴河水库发电厂是水库主体工程的重要组成部分，是一座坝后式电站。电厂现有三台机组，总装机容量为7030Kw，设计年发电量1600万Kwh。其中三号机组容量为630Kw的卧式混流机组，1993年工程施工，1994年春并网发电，发电设计水头26.3m，最大水头36m，最小水头16m，设计流量3.21m3/s。2014年10月，我们对三号机组进行了全方位大修及微机自动化改造。

2.处理改进内容

2.1三号机组水轮机部分大修处理

1）大修前存在的问题：机组每次停机只有加风闸后才能停下来，但当风闸解除后机组又会潜动转起来。每次停机，在风闸没有解除的情况下都需要关闭蝶阀，这样不但操作复杂，而且增加能源消耗，同时在每次开机时都要先开蝶阀，大大延长了开机并网时间，进而说明水轮机导叶没有完全关闭，水轮机漏水严重。

2）水轮机部分大修：首先拆除尾水弯管，同时拆卸水尾水管直管段，再拆除水轮机转轮，发现有两片相临导叶立面间隙较大，其中一片导叶的立面间隙达到1cm，另一片导叶的立面间隙在5mm左右。用水轮机控制环打开导叶，检查导叶上冠和下冠，在导叶全关位置上冠和下冠汽蚀非常严重，最大汽蚀深度为3.5mm，宽度6cm，长度为20cm，检查完毕拆除水轮机的导水机构部分，进而进行各个导叶的处理及水轮机上下冠的补焊处理。对汽蚀部分先进行打磨，然后用不锈钢焊条对导叶的立面及端面进行补焊，打磨过程中，用30cm长的刀口尺对导叶的立面和端面进行检查找平，打磨、直致汽蚀修补满足要求为止。对水轮机导叶的上冠和下冠下用同样的处理办法进行补焊打磨，直至满足要求为止。处理完毕将下冠（底环）放平，将全部导叶对号入座安装在底环上，检查底部端面及立面间隙，全部符合要求后，进行各部喷漆回装导叶。

3）捆导叶：导叶回装完毕后，调速器处于全关状态，所有导叶联板安装完毕，所有拐臂也安装到导叶上，只是销钉没有打进去，由于原来大修前导叶的立面间隙不符合规范要求，所以必须采取捆导叶措施来解决，由于机组蜗壳小，又没有进人孔，人无法进入蜗壳内进行捆导叶，这是问题难点所在。我们决定将蜗壳的正上方的排气阀与蜗壳正下方的排水阀卸掉，两端漏出φ25的孔，从排水孔穿入φ16的钢丝绳，环绕导叶一圈半后从最上端的排气孔穿出，然后将排水孔穿进的钢丝绳用卡环卡住，上端排气孔的钢丝绳穿出后用5t手拉葫芦挂在正上方的5t吊车上，用手拉葫芦收紧导链，用锤逐个敲击所有导叶，逐步收紧手拉葫芦，直到导叶间隙符合要求，然后观察拐臂与导叶轴头定位销孔，错位的一并重新进行钻孔并进行配销，销钉全部打入并且拐臂及连板与控制环连接并锁定后，钢丝绳才可以松掉，再次复测其间隙，满足规范要求后，取出钢丝绳。

通过这样捆导叶，立面间隙最大5道塞尺2/3不通过，不但大大减少了漏水量，而且每次开/关机都不需要再开/关闭蝶阀，完全杜绝了机组的潜动现象，确保机组安全可靠的进行开/停机。

2.2三号机组各部轴瓦的改进处理

轴瓦的研刮在机组大修过程中是一项极为关键的工作。当大轴在轴瓦内旋转时，由于摩擦力的原因，必然会产生热量，产生的热量要及时被油带走，如果轴和轴瓦接触面不能形成良好油膜和充足的油量，且瓦研刮的接触点少于每平方厘米2-3点，瓦温就会高，甚至烧瓦，所以轴瓦应细致研刮，并要保证瓦内在正常运行过程中要存有足够能建立油膜的油量，这样才能保证轴瓦温在60度以下正常运行，确保机组安全稳定运行。

轴瓦材质全为巴氏合金筒式瓦，原来的轴瓦是用刮刀挑瓦形式瓦花，并达到所要求的接触点，这样费工费力效果又不是很理想，所以这次我们决定采用打瓦形式进行研刮。首先进行打瓦，用铅笔将瓦面画出0.8×0.8cm的均匀的菱形方格，事先用钻头做一个专用工具5×5×5mm的等边三角形，中间有一个0.5mm深坑，坑的直径1.5mm，这样做是为了增加接触点数），然后在每个菱形方格内打下楔形三角瓦坑。这样在瓦面上形成很多均匀的楔形三角瓦坑，瓦坑最深为0.5mm，这样存油量多，油膜不易被破坏。专用工具的尖角迎着轴的旋转方向，会使油随着轴的旋转方向直接进入凹坑内，三角凹坑的底边就会把油牢牢的挡在坑内（尖侧浅其对应边侧深），使瓦内的存油量大大增加，油膜极不容易破坏，降低了运行瓦温，增加了瓦的使用寿命。当打瓦工作结束后，进行粗略研瓦，然后将轴瓦瓦面上涂一层藏丹，但是不要太浓，太浓会将一些不需要研刮的地方染色，影响刮瓦工作的准确性，最后将轴瓦回装，将大轴360度旋转数圈后取出轴瓦，观察瓦面亮点，使用三角刮刀，将大点破碎，增加接触点数，然后用酒精清洗瓦面，再次将瓦回装进行研磨，如此反复当接触面积达到40%左右，粗刮完成，进行精研，过程与粗研瓦相同，直到接触点均匀分布，每平方厘米内有2至3个点，并且无大点，各处的所有点均匀分布为止。然后用铅丝压瓦的间隙，压瓦间隙时要在瓦口的接缝处及瓦的正上方分别放一条铅丝，压完间隙经计算后，确定瓦口所垫铜铂厚度，调整瓦与大轴间隙，确保瓦在良好的工况下运行。推力瓦与上述导瓦的打瓦及研瓦的过程一样，这样打瓦研瓦实施以后，经实际运行效果优良，所有瓦温均在55度以下。

2.3三号机组调速轴发卡的原因及改进

2014年8月3#机组出现这样的故障，在调速器开度0-75%时开关正常，随着库水位的下降，为了满足机组额定出力，在调速器开度增加到80%时调速器失灵，向开机和关机双方向受令，调速器拒绝动作，整台机组失去控制，幸好这种运行状态恰巧赶上值班人员对机组进行增负荷操作，否则后果不堪设想。

经过查找，发现问题是调速轴倾斜所造成的，调速轴两侧有固定轴套，轴套的一端固定在调速器上，另一端轴套座用螺栓固定在机组蜗壳上，调速器侧轴套无法变位，而固定在蜗壳上的轴套座孔与螺栓有1mm的间隙，当机组运行时蜗壳会产生振动，使固定在蜗壳侧的轴套座下沉1mm，两侧轴套不同心致使调速轴倾斜发卡，使调速器操作功不够（调速器的操作功是一定的），进而推不动控制环，导叶不能正常开启与关闭。我们决定，将调速轴及蜗壳侧轴套座重新调整后，在蜗壳侧的轴套座处打入两个锁定销钉，经手动开启及关闭调速器，调速轴动作灵活可靠，通过正常开停机运行后效果良好，调速轴动作灵活，从而保证了机组在任何工况下安全可靠运行。2.4三号机组技术供水的设计改进

3#机组技术供水是取之蜗壳的进水侧，总取水管为φ50电焊钢管，使用手动球阀控制，然后再分别用φ25钢管接到水轮机侧轴承（含推力瓦）及发电机的前导轴承和后导轴承冷却器上。在开机时首先要手动开启球阀，然后才能机，并且各个分支也没有水压表，监视不到各部轴承的水压。在停机时，要在机组全停完毕后再手动关闭φ50总球阀，有时停机后忘记关闭球阀就会造成水量损失。本次微机自动化改造后，把所有的技术供水管路全部更换成不锈管路，所有的阀门均改成不锈钢阀门，其中总技术供水管路上安装了一台不锈钢手/自一体电动球阀，三个分支管路均安装不锈钢截止阀及三块电接点压力表，这样各分支管路的水压可以随着三部瓦温度的高低来调节。设计改进后的动作过程如下：当机组接到远方发出的开机令后，机旁的LCU屏发出指令，首先开启技术供水电动球阀，当三部轴承的冷却水压满足要求后，即三块电接点压力表接点接通后，做为调速器的一个开启指令，调速器才能启动开机。当机组停机并且风闸解除后，机旁的LCU再发出指令，关闭技术供水的电动球阀，使之总冷却水关闭，自动完成停机全过程。这样设计改进后，机组就完全实现了微自动化控制，真正实现了无人值班少人执守的微机自动化控制全过程，同时也减少了工人的劳动强度及水资源的浪费。

3.结论

三号机组经过这次大修后，我们把机组安装时出现的一些问题和多年运行过程中积攒的问题一并进行了解决。特别是各部瓦用了新的打瓦技术，大大延长了钨金瓦的使用寿命，降低了运行瓦温，是其他电站在大修过程中可以借鉴的新技术。经过这几项技术的改进，不但大大延长了机组的使用寿命，同时实现了无人值班、少人执守的完全微机自动化控制，减小了工人的劳动强度，提高了机组运行安全的可靠性及用水的经济性，进而提高了电站的经济效益。endprint