浅议三门峡水电厂3号水轮发电机组4#浆叶的装配

徐长海 王磊 王振茹

摘 要：三门峡水电厂3号水轮发电机组转轮体4#浆叶在装配过程中出现叶片无法安装到位；叶片卡在铜瓦里边，无法退出；退出之后销钉受损严重等问题。本文针对4#浆叶无法安装到位的我问题进行了原因分析，给出了解决问题的具体方案，总结了在安装过程中的经验教训。

关键词：浆叶；压力千斤顶；铜瓦；同心度

1 项目概况

三门峡水电站3号水轮发电机组是1975年12月份安装完成开始投入使用的。由于黄河泥沙含量大，汛期机组过流部件的汽蚀、磨蚀情况十分严重。近些年，随着机组的老化，机组可靠性、安全性降低。为保证机组运行安全稳定，提高机组效率，3号水轮发电机组主设备要进行增容改造。改造的主要内容为：更换水轮机转轮、转轮室、活动导叶、尾水管进口段以及发电机部分改造，并对水轮机过流部件进行全面抗磨蚀保护。其中，为了增大出力，新转轮直径改为6.1m；为了解决原叶片裂纹问题，福伊特采取优化设计，将叶片数由8只改为7只；为了提高水轮机抗磨蚀性能，材料由原铸钢改为不锈钢，并去掉了原叶片上的吊装孔；为了改变水流流态，改善转轮运行条件，提高水轮机运行性能，重新设计更新了活动导叶。

2 安装过程中采取的方法

2.1 安装前对叶片枢轴进行处理后，首先调整拐臂同心度，保证同心度小于0.5mm，使用两台千斤顶从拐臂两侧将拐臂顶靠至大铜瓦，液压千斤顶受力20Mpa。

2.2 将叶片吊起后，大概找正叶片角度和水平，行走桥机小车，待叶片进入距离拐臂与拐臂轴领50mm处时，调整叶片角度和水平，使用转轮中心牵引工具将叶片牵引至安装位置。

2.3 转轮中心处牵引工具，采用U型铁与32T液压千斤顶，叶片牵引前，安装牵引螺杆、液压千斤顶和U型铁的中心调整至同一直线。

2.4 安装4#桨叶第三次时对枢轴轴领与铜瓦尺寸进行测量，配合间隙符合图纸设计要求。

2.5 前3次由于无法叶片无法安装到位，将叶片退出，退出后3#销钉受损严重，拐臂与叶片轴领面部分受损，对受损部位使用抛光片进行研磨处理。

2.6 第四次安装前对拐臂带销钉与叶片配装，测量间隙符合要求配装无异常。

2.7 第四次安装4#桨叶，叶片剩余约100mm处时，叶片进入缓慢牵引千斤顶油压相应压力值上升，经开会研究决定，将顶拐臂的2台千斤顶松开后牵引叶片带拐臂约10mm后，使用2台千斤顶将拐臂顶靠至大铜瓦面上，待叶片剩余约60mm时，牵引叶片用的U型铁出现变形，牵引千斤顶油压变大，百分表读数变化很小，决定将叶片退出，退出过程中，分别使用32T、501、100T千斤顶无法退出叶片。

3 拆出过程中采取的方案

3.1 前三次退出方法：在轴头处使用32T液压千斤顶均可顺利退出。

3.2 第四处次退出时，在轴头处使用32T、50T液压千斤顶、100T油压机械千斤顶未能顶出。

3.3 在4#浆叶轴头处制作专用顶轴圆筒工具中130mm，在桨叶编号1#、7#轮毂体内位置制作弧形支撐工具，采用厚度80m、宽度11m-U型铁：并架设200T液压千斤顶，将U型铁、顶轴工具、液压千斤顶同轴度进行调整，将叶片退出约30mm时出现难以退出的情况。

3.4 在轴头处架设专用U型铁，叶片轴头处制作专用顶轴工具，并架设200T液压千斤顶，将U型铁、顶轴工具、液压千斤顶同轴度进行调整，叶片肩部分别架设100T千斤顶，将叶片退出拐臂轴领剩余105mm时出现难以退出的情况。

3.5 根据现场实际情况，重新购置了1台300和两台150T液压千斤顶及油泵，在轴头处架设专用U型铁，叶片轴头处制作专用顶轴工具，并架设300T液压千斤顶，将U型铁、顶轴工具、液压千斤顶同轴度进行调整，叶片肩部分别架设150千斤顶，将叶片拐臂轴领与拐臂接触面退出后，决定将拐臂松开，松开拐臂后继续使用上述方法退出过程中出现卡死现象。

3.6 经讨论及原因分析，由于叶片肩部两台千斤顶将叶片向斜下方位移，造成在叶片退出过程中，拐臂与叶片压环位置咬死面积增大，叶片吊装电动葫芦受力超过叶片重量，为避免叶片在退出过程中向垂直方向位移，在叶片枢轴下部使用千斤顶将叶片顶起0.2mm，叶片裙边购侧分别使用1合干厅项321千斤顶受力20小m防片出过程中继续偏下方位移，将叶片轴头处的300千斤顶受力点下移，叶片肩部分别使用两台150T液压千斤顶预受力，在叶片肩部分别架设百分表，在千斤顶受力过程中，观察百分表读数，要求两台千斤顶受力时肩部的位移偏差不大于0.2mm，两台150T千斤顶受力要求不超过42Mpa，300T千斤顶要求不超过45Mpa，最终将叶片全部退出。

4 叶片退出后情况检查：

4.1 拐臂销钉受损较轻；拐臂内孔受损严重。

4.2 叶片轴领受损严重；卡环位置尤其严重。

4.3 大铜瓦出现部分受损，小铜瓦基本无受损。

5 原因分析

5.1 现场进行测量，小铜瓦、大铜瓦与轴领的配合间隙符合要求。

5.2 检査两部铜瓦同心，未测量。暂不能判断造成卡死的原因。

5.3 转轮未调平，在叶片对销钉位置时需调整叶片的角度，调整完角度后，进行叶片水平的测量后进行插装，由于卡环处销钉孔大于销钉，在叶片进至拐臂轴领销钉时，需要轻微调整叶片的角度，造成不水平。

5.4 4#桨叶安装时拐臂与铜瓦同心度调整完，由于拐臂下部未垫实，叶片轴领进行拐臂时，由于需要桥机和导链的配合造成拐臂向下位移，叶片轴领进入小铜瓦时，增大轴领的受损，造成卡死现象。

5.5 将拐臂销钉安装至拐臂，进行叶片与拐臂试装，试裝无异常。

5.6 未进行，叶片不带拐臂与转轮配裝。

5.7 在退出叶片情况来看，销钉损伤情况较小。

6 经验总结

6.1 使用32T千斤顶将叶片往内牵引过程中，应观察进入情况是否顺畅，用百分表监测时，百分表的数值变化应均匀，如百分表读数变化较小时，说明受力较大，应停止将叶片继续往内拉装。

6.2 在将拐臂同心度与大铜瓦同心度调整合适安装叶片过程中，不应将拐臂松开，将叶片拉进一定距离后，再将拐臂顶至与大铜瓦端面贴死，而实现叶片向内继续安装。

6.3 更换测量方法，将拐臂与铜瓦的同心度偏差减少。

6.4 在叶片退出过程中，不应松开顶拐臂的千斤顶，避免造成叶片退出过程出现偏心。

6.5 在叶片卡环位置退出拐臂时，由于叶片肩部两台千斤顶将叶片向斜下方位移，造成在叶片退出过程中，叶片吊装电动葫芦受力较大，为避免叶片在退出过程中向垂直方向位移，在叶片枢轴下部使用千斤顶顶起，叶片裙边两侧分別使用1台千斤顶顶住叶片，防止叶片退出过程中继续偏下方位移，叶片轴头处的300T千斤顶受力点下移。增强理论分析。

6.6 在叶片肩部靠近枢轴处两侧各架设百分表，监视百分表读数和以及相应千斤顶油泵压力变化情况，避免肩部两台千斤顶由于管路长短不易及其他原因造成受力不均的情况。

6.7 叶片开始安装前，应使用专用支墩，将转轮水平进行调整，叶片安装时，调整叶片水平和角度符合要求后，再将叶片插装到转轮内。

6.8 根据千斤顶的起重重量，计算相应油压对应的起重吨位。

6.9 安装前，不应直接将叶片进行插装工作，应对叶片与铜瓦以及相应尺寸进行测量，数据符合要求后再进行测量。

6.10 将叶片在不安装拐臂的情况下，进行相对应的配装工作.

参考文献：

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[4] 易中杰，郑源，易伟.巨型轴流转浆式水轮机转轮组装工艺研究[J].中国农村水利水电，2016，（01）：145-148.

作者简介：

徐长海（1989.5-）男，籍贯：河南叶县，民族：汉，职称：助理工程师，学历：大学本科。