水電廠水輪機轉(zhuǎn)輪問題及檢修要點

水電廠水輪機轉(zhuǎn)輪問題及檢修要點摘要:在水電廠正常工作中，保障水輪機的正常運行十分重要，而水輪機轉(zhuǎn)輪一旦出現(xiàn)問題，必然影響到水輪機的正常工作，影響水電廠的運行秩序。本文結(jié)合水電廠工作的日常實務(wù)，探討了水輪機轉(zhuǎn)輪容易出現(xiàn)的問題，并從微觀入手，研究了各類問題出現(xiàn)情況下的維修方案，檢修要點，希望可以通過本文的研究，為水電廠更好地做好運營管理提供支持與幫助。關(guān)鍵詞：水輪機；轉(zhuǎn)輪檢修；問題分析；建議水輪機屬于水電廠設(shè)備中，負責(zé)將水流產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿闹匾O(shè)備，其一般在安裝在水電站當中。水輪機的轉(zhuǎn)輪是機械實現(xiàn)把水流能量實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件，如果其出現(xiàn)問題，必然影響機組的正常工作。而水輪機在正常運轉(zhuǎn)過程中可能會出現(xiàn)哪些轉(zhuǎn)輪故障？這些故障出現(xiàn)的原因在哪里？應(yīng)如何檢修，怎樣排除故障？以下本文就結(jié)合水電廠日常運營的具體問題，就水輪機運行過程中可能會出現(xiàn)的水輪機轉(zhuǎn)輪問題和檢修要點進行詳細探討和解析。1轉(zhuǎn)輪檢修中常見問題的分析1.1泥沙對轉(zhuǎn)輪的損耗機組工作中，會有大量水流經(jīng)過槳葉，而水流中的泥沙對槳葉的沖擊，會造成轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)超出正常量的損耗，從而引發(fā)故障，一般而言，水流中只要未經(jīng)過濾處理，必然會存在一些泥沙，而這些泥沙隨著水流通過水輪機時，就會造成對管道和輪葉的磨損，而磨損的程度與泥沙的量，泥沙的硬度，其中的尖銳物含量等呈正比。如果泥沙較多，會導(dǎo)致管道和輪葉因遭受磨損而發(fā)生變形、損壞。進而引發(fā)故障。1.2氣蝕對轉(zhuǎn)輪的破壞氣蝕損害是水輪機正常工作中產(chǎn)生的氣泡對轉(zhuǎn)輪造成的微小破壞積累到一定程度而導(dǎo)致的損害，這對于所有水輪機而言，都是長期運營使用必然會遇到的問題。水輪機在使用過程中，會有大量水流經(jīng)過機器，而水在流動狀態(tài)下各個部分的力度是不同的，這就會導(dǎo)致水輪的接觸面在受力上的差異，而受力不均勻，就會產(chǎn)生氣泡，這些氣泡會造成對輪葉的輕微影響，這些影響在短時期內(nèi)無法顯現(xiàn)出來，而隨著水輪機持續(xù)使用，輕微影響不斷積累，就會使得水輪的接觸面逐漸變得不平整，進而出現(xiàn)凹陷，形成“蜂窩”狀凹坑，而發(fā)展到最后階段，凹坑處不斷加深就會出現(xiàn)穿孔甚至葉片脫落。1.3轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)裂紋水輪機運行時，因為受力較大，有可能在水流沖擊下導(dǎo)致輪葉上端與下端部位出現(xiàn)裂紋。如果不能及時有效的發(fā)現(xiàn)裂紋，并通過及時維修維護對其進行處理，裂紋在運行中會受力而擴大，造成輪葉斷裂，進而使得輪機組無法工作。2檢修轉(zhuǎn)輪的合理建議2.1提高焊接水平首先，應(yīng)在檢修轉(zhuǎn)輪前，仔細清理焊接部位，通過先把焊接部位做好清潔處理，從而有效觀察出哪些位置磨損比較嚴重，從而找準維修關(guān)鍵點。如對于一些材料出現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面問題，但是尚未脫落的，要把松動部位的材料剝離，并對作業(yè)面進行打磨，以同質(zhì)地材料對其實施修補、焊接。其次，要對轉(zhuǎn)輪實施加溫處理。在維修時，假如作業(yè)面較大，為防止溫度不均導(dǎo)致的局部膨脹，要對轉(zhuǎn)輪表面實施加溫，通過烘烤或以熱水沖刷轉(zhuǎn)輪表面，讓其整體受熱，從而防止維修過程中作業(yè)面跟其他部位溫差過大造成不利影響。第三，要對填充料實施成本檢查，保障跟作業(yè)面材料完全一致。只有保障修補材料，跟轉(zhuǎn)輪葉片的材料在成份屬性上完全一致，才能防止出現(xiàn)問題。第四，應(yīng)做好材料選擇，盡量選取氣蝕抗性較強的材料，這樣才能防止葉片使用過程中，氣蝕影響對轉(zhuǎn)輪造成的磨損，通過選用優(yōu)質(zhì)材質(zhì)，從而把氣蝕影響降至最小。2.2提高輪葉質(zhì)量輪葉質(zhì)量的好壞直接影響到轉(zhuǎn)輪的使用壽命和受力下的耐久度，因而要注意做好輪葉的質(zhì)量控制。一方面，要應(yīng)注意觀察設(shè)計樣板是否合理，輪葉結(jié)構(gòu)具有十分精細的要求，如果任何位置出現(xiàn)偏差，都有可能導(dǎo)致輪葉形狀不規(guī)范，從而影響使用。因此在選擇樣板時，要優(yōu)先選取磨損程度不高的轉(zhuǎn)輪，磨損程度不高，表示輪葉設(shè)計合理，運行時受力均勻。在合理選取樣本基礎(chǔ)上，嚴格依據(jù)樣板制作倫也。對剖面上出現(xiàn)的偏差，要及時檢測發(fā)現(xiàn)并實施打磨，保障其跟樣本一致。2.3提高檢修技術(shù)檢修人員的技術(shù)能力，會影響到檢修作業(yè)的有效性，因而提升檢修技術(shù)十分關(guān)鍵，這要求一方面要做好檢修人員的篩選和考核，選擇技術(shù)過硬，認真負責(zé)，有經(jīng)驗的檢修人員，從而保障檢修團隊的工作質(zhì)量。建立水輪機轉(zhuǎn)輪完善的檔案資料庫，便于運行檢修人員隨時查閱學(xué)習(xí)，提升檢修工作的嚴密性和工作效率。另外，還要建立嚴密的檢修管理制度，嚴格依據(jù)制度開展工作，從而保障檢修的工作質(zhì)量。1.檢修實例分析3.1實例概況某水電站，整體裝機數(shù)量是15000KW，設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)是：（1）水輪機型號（2）設(shè)備工作水頭10米（3）額定功率50000WM（4）額定流量65立方米每秒（5）額定轉(zhuǎn)速147轉(zhuǎn)每分鐘。設(shè)備購置于2013年，當年即投入使用，2014年11月底，2#機組使用過程中，機器發(fā)生異常振動，水輪機葉片擺度超標，負荷超出正常值，為了研究問題成因并解決問題，水電站組織專門人員，成立研究小組，對問題進行檢查處理。以下本文就把發(fā)現(xiàn)的問題和故障原因、處理方案等實施詳細介紹。3.2機組震動、擺度超標的原因（1）設(shè)備停機后，對其實施分解，拆出轉(zhuǎn)輪，將4個槳葉都轉(zhuǎn)至零位；（2）以5米立車加工平臺，對槳葉進行測量；（3）對槳葉所有位置實施全面測量；（4）記錄測量信息，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪直徑3000毫米，而倉室空間內(nèi)徑3001毫米；（5）轉(zhuǎn)輪有四片槳葉，通過對全部槳葉實施測量，把所有槳葉邊緣設(shè)定為30個點，分別對應(yīng)平臺，使用儀器測量各個點的高度距離。按照對稱性原理，對應(yīng)網(wǎng)格里面的相同跟平臺間的距離，理論上應(yīng)一致，不過經(jīng)檢測看到，一些點存在高度距離差，最大偏差值可以達到50毫米以上。經(jīng)分析研究，認為葉片的制造廠，在安裝作業(yè)時，曾經(jīng)出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪槳葉在零位狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)角度存在偏差，四片漿葉中有兩片的角度偏差8度，一片偏差5度，而僅有一片無偏差。3.3故障原因分析通過研究發(fā)現(xiàn)，造成2#機組水輪機正在試運行震動超標的原因是，葉片在安裝過程中存在失誤，因為安裝時不注意而出現(xiàn)質(zhì)量問題，導(dǎo)致四片漿葉里面有三片存在安裝角度偏差，而這一片偏差造成機器在運行時受力不均勻，出現(xiàn)運轉(zhuǎn)中葉片擺動幅度過大，從而導(dǎo)致震蕩超標，同時因為葉片擺動，造成槳葉跟倉市壁出現(xiàn)接觸摩擦，從而發(fā)生掃堂，導(dǎo)致機組震動。轉(zhuǎn)輪室內(nèi)徑為3001毫米，轉(zhuǎn)輪直徑是3000毫米，二者間隙只有0.5毫米，因此槳葉擺動只要幅度稍微變動，就會導(dǎo)致掃堂。3.4故障處理方法3.4.1拓展轉(zhuǎn)輪槳葉跟轉(zhuǎn)輪室間的間隙研究小組通過商議分析，提出了處理辦法如下：把槳葉直徑縮小，由原來的3000毫米減至2998毫米，這可以防止槳葉因為跟倉室邊壁單隙過小而運轉(zhuǎn)時發(fā)生接觸和摩擦，通過縮小槳葉直徑，將其跟倉室壁的間隙拓展到1毫米，以此來防止運轉(zhuǎn)中二者發(fā)生摩擦。3.4.2調(diào)整葉片角度(1)拆除轉(zhuǎn)輪活塞桿與螺栓；(2)把漿葉旋轉(zhuǎn)角度實施調(diào)整，確保其調(diào)到零位;分別測量四個槳葉跟活塞桿之間的距離，發(fā)現(xiàn)是2.5毫米、2.5毫米、2毫米;在槳葉連接粗加裝墊片，厚度各自為2.5、2.5、2毫米；(5)安裝好后測量距離；(7)把活塞桿調(diào)整到初始頂缸位置，然后測量四個漿葉葉片的角度，發(fā)現(xiàn)其均在零位，因而問題獲得有效解決。4.結(jié)論水輪機在運行過程中，可能發(fā)生的故障多種多樣，具體還需要通過做好觀察，弄清故障成因，并采取針對措施排除故障。有關(guān)人員要注意做好故障的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，處理問題，才能保障機器始終處在良好的運行狀態(tài)，防止故障發(fā)生對水輪機作業(yè)造成不利影響。參考