尼那水电站灯泡贯流式机组缺陷及改进措施

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　　关键词:灯泡贯流式机组;缺陷;改造; 尼那水电站
　　摘 要:尼那水电站的灯泡贯流机组自投运以来逐步暴露出一些缺陷,如:受油器出现串油和漏油;转轮室环筋容易开裂；转子磁轭相对中心体位移;转轮导向块脱离;发电机机舱漏油等。经过运行实践和多次实验 ,采取了一些改造措施 ,如: 中管滑块堆焊加厚后根据实配尺寸外出上车床精加工。对外操作油管与浮动瓦接触面损失面补焊后外出上车床机加工处理；转轮室环筋加高后，运行至今转轮室没有出现裂纹现象等。经过改造收到较好的效果。
　　尼那水电站灯泡贯流式机组机型为GZ××-WP-600 ,转轮直径为 D1 = 6.0m ,单机容量40MW ,设计水头12.3 m 。机组自2003 年投产以来设计制造方面的缺陷逐渐暴露出来,如受油器、转轮室都出现过故障。通过几年来的探索和试验 ,基本上将这些缺陷予以排除 ,使机组能够安全稳定运行，取得了较好的经济效益。现将尼那电站设备的消缺及技术改造总结如下,以供业内同行参考。
　　1 受油器
　　1.1 设备缺陷原因分析
　　机组投产后不久 ,4号机组受油器就出现串油和漏油现象 ,造成调速器补油频繁 ,桨叶操作困难 ,停机检修发现受油器铜套及操作油管磨损严重,经过综合分析,事故原因有3 个方面
　　1.1.1 结构方面
　　 操作油管的外管用螺栓把合在转子法兰上游侧，安装时可进行摆度整；操作油管的中管套装于外管内腔，在中管外壁上圆周均布焊有6条60mm×12mm的滑块用以定位，保证中、外管的同心度。导向头以螺纹的方式旋人中管端部，其摆度不可调整，完全靠厂内加工精度保证与外管的同心度，实测中、外油管配合总间隙为1．0 mm，而设计间隙仅为0．5mm，致使中管相对外管可产生一定的晃动，从而使中管无法保证与外管的同心度。因而即便外管的摆度现场安装满足在0.10mm以内，但中管 (导向头)的摆度却还是严重超标，从而在机组运行中经常引起浮动瓦异常磨损拉伤故障。
　　1.1.2 小轴与受油器壳体内圆（内孔）同心度差，实测不同心度达0.5mm，大于规范要求值0.35mm.。
　　1.1.3 受油器绝缘垫不符合要求，局部绝缘垫和绝缘套存在破损，造成浮动轴瓦瓦面多出有轴电流烧损现象。
　　1.2 安装及结构改进
　　通过多次试验 ,笔者认为可以从受油器安装方法及结构局部改造来补偿设备的缺陷。主要做一下方面的工作 ,
　　1.2.1 中管定位滑块可能是在在厂内制造精度达不到要求，或是现场安装时打磨过多，因此，处理的核心问题是如何保证中、外管的同心度，也即是如何消除中管上的定位滑块与外管的间隙过大问题。在不改动设备结构的情况下，最有效的处理措施就是加厚定位滑块尺寸，使之满足要求。在机组大修时拆出中管滑块堆焊加厚后根据实配尺寸外出上车床精加工。对外操作油管与浮动瓦接触面损失面补焊后外出上车床机加工处理，使之符合设计值，磨损严重的导向头进行更换。
　　1.2.2 盘车重新调整小轴摆渡使之符合要求，实测摆度值为0.09mm小于规范要求值，经技术改造后，外管、中管(导向头)的摆度都能同时满足要求，均可控制在0.10mm内，定位调整螺栓也能起到良好的定位功能满足了设计要求。
　　1.2.3 安装时调整小轴与受油器壳体内圆（内孔）同心度，实测不同心度0.1mm，符合规范要求值；更换了破损的绝缘垫和绝缘套，使绝缘电阻符合要求。
　　通过以上安装调整后 ,受油器运行至今未发生轴瓦损坏现象。
　　2 转轮室
　　2号机组于2005年运行巡视时发现转轮室环筋出现裂纹，随后在其余机组转轮室发现同样的裂纹，严重影响机组安全运行，分析认为转轮室环筋高度太小，设计环筋高度只有150mm，经强度计算校验环筋强度不符合实际运行需要，参照国内投产的同类型机组转轮室环筋高度，进行强度分析后将转轮室环筋高度加高为400mm，按照现有环筋外圆制作样板，加强环筋高度为250mm，以250mm为高度制作样板外圆，采用与转轮室原有环筋同材料的Q235后30的钢板，焊接时转轮安装就位，配合间隙符合要求，在转轮室分半面加高环筋采用法兰连接，焊接时采用分段对称退步焊，焊缝采用敲击消应力方式，在转轮室内侧通过测量转轮室间隙监视转轮焊接变形。转轮室环筋加高后，运行至今转轮室没有出现裂纹现象，改造结构良好。
　　3 转轮
　　2号机组转轮室振动过大停机进行转轮室检查，操作桨叶检查转轮室间隙时发现2#桨叶出现拒动现象，拆卸泄水锥进一步检查发现，转轮活塞缸体上的两个导向装置四个导向块全部脱落，四个叶片连扳销损坏、连杆销套、连杆销脱落，经查验图纸资料，分析认为导向装置设计存在缺陷，导向装置每个导向块通过8各M8的螺栓固定在转轮缸体上，转轮体导向块在运行时与轮毂配合面发生摩擦，连接螺栓只能承受拉力无法承受剪切力，当剪切力超过螺栓受力极限时，连接螺栓被剪断，转轮缸体失去限制圆周方向转动的阻力，转轮缸体发生转动使连扳销卡环承受扭力，当扭力超过卡环槽受力极限时卡环槽被破坏，销钉失去限制轴向发生移动，造成连杆销套、连杆销脱落，叶片失去控制。改造方法为在导向块上加装定位抗剪销钉，每个导向装置加装两个直径为10的直销，销钉两端与导向块采用焊接固定，这样即使产生较大的摩擦力也无法使导向块脱落。机组转轮自改造后使用至今，运行正常。
　　4 发电机机舱漏油处理
　　4.1 转子与转轮连接法兰漏油
　　机组投用后陆续发现转子与主轴组合面存在漏油现象，2005年2号机组大修时经检查发现：主轴上游侧法兰面堵板M30的连接螺栓4各断裂，其余螺栓松动，堵板与其主轴配合面在轴向存在5.0mm的间隙，经对堵板连接螺栓强度校核，螺栓强度不满足实际需要，在桨叶操作过程中造成螺栓断裂，堵板失去密封作用造成法兰面漏油。改造方法为按照转子法兰与主轴连接法兰间实际配合尺寸，重新加工堵板，堵板上下侧分别加工端面密封槽，用转子连接法兰和连接螺栓承受转轮操作时的堵板压力，堵板连接螺栓只作为堵板安装定位用，这样处理后机组投入运行无漏油现象。
　　4.2 发电机导轴承与支架结合面存在漏油现象
　　机组投用后陆续发现发电机导轴承与支架结合面存在漏油现象，2005年2号机组大修时经检查发现：发电机导轴承橡胶密封圈压缩量较小，在运行中随着负荷和运行工况的变化，发电机导轴承为适应主轴变化为发生轻微的变化，进一步恶化发电机导轴承的端面密封效果，在频繁的变化过程中，橡胶密封逐步失效进而使漏油加剧。改造方法为根据发电机导轴承密封槽的实际尺寸，选用较大的压缩量和优质丁晴橡胶密封条，这样处理后机组投入运行无漏油现象。
　　5 转子磁轭位移
　　机组投用一段时间后发电机风洞检查时发现转子磁轭冲片鸽尾存在掉片现象，随后的进一步检查中发现转子磁轭存在位移现象，陆续发现全厂机组都存在此现象，经查验图纸资料，计算分析后认为转子磁轭存在设计缺陷，转子施工时现将磁轭叠装成整体后，现场焊接磁轭大立筋板与转子中心体的焊缝，磁轭叠装完成后没有对磁轭立筋鸽尾槽进行平直度检查及修磨，加之大立筋板焊接时受力的不均匀，造成个别磁轭冲片鸽尾应力过大，在运行中磁轭受到不平衡力的作用进一步恶化磁轭冲片鸽尾受力，当实际应力大于冲片的极限应力时部分冲片破坏，进一步恶化其余冲片鸽尾的受力，周而复始造成磁轭脱离转子大立筋板的控制，与转子中心体发生相对位移。改造处理方法转子在运行过程中磁轭位移没有造成转子中心体与大立筋板的损伤，通过制造厂的进一步分析计算转子中心体和的立筋板的强度符合要求，只要解决磁轭与大立筋板的相对位移就可以解决此问题，通过对不同方案的比较，决定采用将磁轭与大立筋板焊接的方法处理，焊接时采用不锈钢奥氏体焊条，焊缝加热和锤击消应力措施，焊接顺序采用对称分段退步焊，现场随时用转子测圆架监视焊接变形，根据变形量调整焊接顺序，保证转子焊接圆度的施工工艺。转子处理后投入运行各部位振动、主轴摆度符合规范要求，经过长期的运行监测转子焊缝无开裂现象，发电机转子自改造后使用至今，运行正常。
　　6 结语
　　尼那水电站所采用灯泡贯流机组为国内单机容量较大,投产后在主机方面经过多项设备消缺和技术改造 ,到目前为止 ,设备完好率达到较高水平 ,基本没有发生计划外检修 ,取得了较好的发电效益。国内同类型机组先后发现同样的设备缺陷，通过对尼那机组的改造为业内同行积累了一定的实践经验。
　　

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