探讨水轮机导水叶漏水修复与操作系统的改造
时间：2020-10-18 07:52:34 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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【摘要】本文主要分析了水轮机停机状态下导水叶漏水的原因，研究了导水叶漏水量与水轮机导水叶操作系统相互间隙的大小和操作是否灵活的关系，探讨了水轮机漏水量计算、漏水危害和技术改造方案，确保水轮机机组的机械部分在利用最小水能做功保证最有效的出力。
【关键词】水轮机；导水叶；漏水；操作系统
1.引言
水轮机漏水是以导水叶为中心，为了控制漏水量，水轮机导水叶底环与顶盖处于密封结合的状态，但是由于水轮机机组长期进行峰荷调节，动作频繁，使得导叶、顶盖与套筒等部件轴承套与轴承之间的磨损十分严重，配合间隙随之增大，导水叶漏水会造成调相机组在调相时漏气，也会造成间隙汽蚀加剧，导致破坏，还会给尖峰负荷机造成巨大的水能损失。
2.导水叶漏水原因分析
2.1机组调节频繁导致导水机构部件之间的磨损。机组运行期间，如果机组调节过于频繁，就会引起操作系统连接轴套与轴销之间出现磨损，磨损过于严重，超过规定的指标范围时，就会导水叶各个部位之间的间隙过大，最终操作系统不能控制导水叶完全关闭，导水叶漏水的主要原因之一就是导水叶关闭不严。
2.2接力器压紧行程对导水叶漏水量的间接影响。2.2.1压紧行程作用。导水叶漏水量不仅与导水叶的立由于操作系统连接轴套与轴销之间存在间隙，操作臂变形，蜗壳水压的作用，到自己导水叶的右向开侧方向发生移动，因此导水叶在关闭后需要向左侧移动，确保过紧量。2.2.2人为误差造成的漏水。受到人为因素的影响，操作人员在进行调节时，眼睛看刻度尺寸时有误差，导致两个接力器的压紧行程不同步，使得操作系统不能完全协调，两个连杆的长短出现偏差，也会导致导水叶漏水。2.2.3压紧行程的调节。压紧行程是调节控制环与两个接力器之间的连杆上调节螺母来完成，大型水轮机和中型水轮机接力器的压紧行程为6mm-8mm。
2.3密封装置的密封件易损严重导致漏水量增大。2.3.1止漏装置的组成。装置导水机构的止漏装置包括导水机构在完全关闭状态下为防止蜗壳中压力水流入下游装置的导叶与上环、导叶与下环、导叶与导叶之间的止漏装置和导叶轴承止漏装置。对于中、低水头的大、中型水轮机导水叶的立面与端面的止水装置通常是依靠密封胶条预防漏水，导叶完全关闭，由于接力器的作用力，导水叶尾部会压紧在相邻导叶头部的密封胶条，这种结构在运行中会出现胶条脱落的现象。2.3.2轴承止漏的主要部件。导水叶套筒与轴径配合密封是通过O型胶圈与U型胶圈来控制导水叶漏水，由于水轮机机组在运行中不断地往复运动，导水叶轴径总和导水叶立面与端面密封装置发生摩擦，密封胶条与O型胶圈和U型胶圈很容易被损坏，这也是造成导水叶漏水的主要原因，轴承的主要结构如下图1所示。
3.水轮机导水叶漏水修复与操作系统的改造方案
3.1导水叶立面密封处理及立面间隙调整。3.1.1立面间隙调整。在水轮机机组安装完毕之后，可以利用手动操作调速器将导水叶完全关闭，有油压的前提下，可以利用钢丝绳采用捆绑式的方式将导水叶捆紧，利用塞尺对两个相邻的导水叶的立面进行测量，当立面间隙不达标的导水叶超过两组时，就要将整个调速系统的全部油压卸掉，保证操作系统在无油压状态下可以将导水叶上端拐臂与双联臂分解。同时利用大锤将所有的导水叶打牢，并利用手拉葫芦将导水叶捆紧，使得所有导水叶之间的立面间隙为零，利用延伸双联臂调整螺栓的方式，把导水叶上端拐臂与双联臂连接到一起，然后将捆绑导水叶的钢丝绳松开，进一步测量导水叶之间的立面间隙，确保接力器在无油压和有油压的状态下，导水叶之间的立面间隙均为零。3.1.2导水叶立面胶条更换。在对水轮机机组进行A级检修时，对导水叶立面密封的胶条进行更换，利用新型材料，通过现场试验与性能比较，可以选取聚氨酯代替传统的中性橡胶材料，聚氨酯密封胶条既提高了材料的耐磨性，也提高了材料的抗空蚀强度，同时聚氨酯密封胶条不易被破坏，硬度适中，在预防导水叶漏水方面起到了决定性的作用。
3.2导水叶端面密封处理。在对水轮机机组进行A级检修时，对底环上端面和顶盖下端面的全部密封胶条进行更换，并在胶皮条的安装槽内安装1毫米的胶皮板，这样既能提高胶皮条的高度，又能在满足规定的前提下蒜段导叶、顶盖与胶条之间的距离，进而减小顶盖与导叶端面的楼水量。相同地，用聚氨酯材料代替传统的中性橡胶材料来做密封胶条，确保密封胶条的完整性。
3.3更换双联臂。双联臂连接在拐臂与控制环之间，是调整导水叶立面间隙的主要部位，双联臂的长短之间关系到导水叶的立面间隙，由于环境因素的影响，双联臂非常容易发生锈蚀，因此需要在每次检修结束后对双联臂涂抹防锈漆，确保双联臂在工作时不会产生锈蚀。
3.4加大接力器压紧行程调整力度。接力器压紧行程的调节主要通过伸长和缩短接力器活塞推拉杆和控制环推拉杆来实现的，这两个推拉杆指甲剪通过调整螺母进行衔接，因此可以通过旋转调整螺母的正反方向来达到加大接力器压紧行程压缩量的目的，需要注意的是必须同时调整两台接力器和控制环的推拉杆之间的调整螺母，这样调整长度才能保持一致，完全关闭导水叶后，接力器操作系统的密封效果才最好。
3.5彻底解决导水叶轴径与轴套配合以及套筒密封装置漏水问题。导水叶上、中、下轴套与轴径之间都属于间隙配合，水轮机的设计要求决定着各个部位之间的间隙从下到上逐渐变大，轴套与轴径之间的止水主要利用密封装置完成，导水叶工作时，大量的杂质随着水流流经导水叶，密封装置会由于杂质的破坏力出现漏水现象，因此在不改变各个部位轴径的前提下，可以通过缩小部分密封件的内径，缩小轴径之间的配合间隙，以达到止水的目的。
4.结束语
水轮机导水叶出现漏水现象会造成资源浪费，漏水量过大还有可能造成水轮机机组误开机，同时漏水会导致导水叶周围设备产生严重的空蚀，增加了设备的维护量，降低了设备的使用寿命。本文通过对水轮机导水叶的漏水原因进行分析，提出了水轮机导水叶漏水修复与操作系统的改造方案，确保水轮机机组的机械部位在利用最小水能做功的前提下，完成水轮机发电机组的最大有效出力。
参考文献
[1]孙亦林，刘洪汉，康同生.水轮机及其检修[M].北京：职工教育出版社，1987.
[2]王海.水轮机发电机组状态监测、诊断及综合试验分析系统研究[D].华中科技大学博士论文，2001.
[3]田予勤，元蕊.水轮机检修[M].北京：中国电力出版社，2004.
