掛治水電廠機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)立面間隙調(diào)整新工藝

黃立新

（湖南五凌電力有限責(zé)任公司 長(zhǎng)沙市 410004）

1 概 述

掛治水電站位于沅水干流上游河段清水江的中下游，壩址位于貴州省黔東南苗族侗族自治州錦屏縣境內(nèi)，是沅水規(guī)劃梯級(jí)的第3 級(jí)，上距三板溪水電站18 km。

電站樞紐主要由溢流壩、河床式廠房、兩岸非溢流壩及消力池等建筑物組成。 安裝3 臺(tái)5萬kW 軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組。電站的開發(fā)任務(wù)是以發(fā)電為主，兼有改善航運(yùn)條件等綜合利用效益，并可作為三板溪的反調(diào)節(jié)電站。 水庫(kù)正常蓄水位322.00 m，相應(yīng)庫(kù)容4 184萬m3，死水位320.00 m，電站裝機(jī)容量15萬kW，多年平均發(fā)電量4.021 億kW·h。 掛治水電站于2005年1月開工，2007年9月底全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

2 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)檢修情況

掛治水電廠自投運(yùn)以來由于部分機(jī)組導(dǎo)葉軸套漏水，在2009年的檢修期間更換導(dǎo)葉上軸套密封的過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉拐臂止推軸承存在普遍損壞的情況，需要全部改造處理。 因此改造過程中將把所有導(dǎo)葉的拐臂全部拆除，雖然在偏心銷上打有標(biāo)記，但裝復(fù)后難以恢復(fù)到原來的情況，導(dǎo)葉的立面間隙變化較大，需要全部重新調(diào)整，工作量很大，是檢修工期控制的關(guān)鍵因素。為了確保檢修按計(jì)劃完工，經(jīng)過認(rèn)真分析導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究制定了立面間調(diào)整簡(jiǎn)單而具有科學(xué)性、實(shí)際操作性的方法，2010年1月掛治水電廠3#機(jī)組檢修期間實(shí)踐表明該方法不但操作性強(qiáng)，而且簡(jiǎn)便快捷。在保證檢修工期方面起了決定性的作用。

3 立面間隙調(diào)整新工藝

水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的活動(dòng)導(dǎo)葉立面間隙調(diào)整是安裝與檢修的關(guān)鍵工序之一，直接影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，若立面間隙調(diào)整不合適將導(dǎo)致導(dǎo)葉漏水大，不僅造成大量水力資源的浪費(fèi)；而且還造成機(jī)組蠕動(dòng)，停機(jī)困難、在低轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)等威脅機(jī)組安全運(yùn)行的問題，因此水輪發(fā)電機(jī)組的安裝與檢修都必須保證立面間隙合格，特別是水頭高的電站。

傳統(tǒng)的立面間隙調(diào)整方法為：首先利用鋼絲繩將導(dǎo)葉沿圓周捆緊，然后用錘敲擊或其他方法減小各個(gè)導(dǎo)葉之間的立面間隙，由于沒有系統(tǒng)考慮如此多相互約束導(dǎo)葉的內(nèi)在規(guī)律，調(diào)整時(shí)往往相互影響，且過大的鋼絲繩捆綁力可能作用與立面間隙之間，當(dāng)鋼絲繩松開后將造成約束力的重新分布，易出現(xiàn)個(gè)別導(dǎo)葉立面間隙再次超標(biāo)的情況。 并且調(diào)整工作勞動(dòng)強(qiáng)度很大，工作人員需要不停地穿梭在活動(dòng)導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉之間進(jìn)行大量的反復(fù)測(cè)量與調(diào)整工作。 新調(diào)整工藝根據(jù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探索出一種程序化的調(diào)整方法，將復(fù)雜隨意性的傳統(tǒng)方法提升為一種按照一定的規(guī)范操作的調(diào)整工藝方法，有利于安裝與檢修施工中推廣應(yīng)用。

3.1 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

一般導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是由數(shù)片活動(dòng)導(dǎo)葉組成，分布在轉(zhuǎn)輪室外側(cè)，沿與轉(zhuǎn)輪室同心一定直徑圓周上均布，導(dǎo)葉兩翼交叉相互搭接，相互搭接的部位均經(jīng)精加工處理，是導(dǎo)葉密封的止水線，關(guān)閉時(shí)形成嚴(yán)密的擋水結(jié)構(gòu)，開啟時(shí)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，因要求導(dǎo)葉有自關(guān)閉趨勢(shì)的特性，所以導(dǎo)葉的兩翼一般不等長(zhǎng)。其結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：導(dǎo)葉總數(shù)為偶數(shù)，一般為24 片；導(dǎo)葉兩翼一般不等長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)軸中心到大頭止水線的距離（L大）小于到小頭止水線的距離（L小）。

附圖為導(dǎo)葉分布及導(dǎo)葉外形示意圖。

附圖 導(dǎo)葉分布及導(dǎo)葉外形

3.2 導(dǎo)葉立面間隙調(diào)整的理論依據(jù)

根據(jù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以得到以下規(guī)律：

（1）導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其大頭某一具體的點(diǎn)（譬如止水線上的各個(gè)點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)的距離小于導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其小頭某一具體的點(diǎn)（譬如止水線上的各個(gè)點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)的距離，并且其大小成一定的比例，β=L大/L小=375/556=0.675，將其定義為傳遞比β。

3.3 具體的調(diào)整方法與步驟

第一步：將導(dǎo)葉初步調(diào)整至全關(guān)位置，此時(shí)導(dǎo)葉拐臂暫不與控制環(huán)相連，各個(gè)導(dǎo)葉處于相對(duì)自由狀態(tài)。 如果屬于初始安裝，導(dǎo)葉與全關(guān)位置相距甚遠(yuǎn)，可以利用傳統(tǒng)捆鋼絲繩的方法先將導(dǎo)葉歸位，然后松開鋼絲繩。

第二步：測(cè)量所有導(dǎo)葉立面間隙的分布情況，將其數(shù)據(jù)依次記錄在相應(yīng)的圖表上。

第三步：分析第一次精確調(diào)整導(dǎo)葉策略，原則就是逆時(shí)針（逐級(jí)遞減）的方向逐個(gè)靠緊，將所有間隙趕在某兩個(gè)導(dǎo)葉之間，其余導(dǎo)葉間基本無間隙。

第四步：按上述策略進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格控制超調(diào)情況。 并測(cè)量出存在間隙的兩導(dǎo)葉間的具體間隙值。

第五步：按照消除所測(cè)得間隙值的原則逆時(shí)針方向逐個(gè)調(diào)整導(dǎo)葉，根據(jù)上述“規(guī)律3”間隙間很快被消除，所有導(dǎo)葉將完全關(guān)閉。

第六步：連接拐臂與控制環(huán)間的連桿，并復(fù)測(cè)。最后進(jìn)行壓緊形成的測(cè)量與調(diào)整。

4 結(jié)語

通過掛治水電廠機(jī)組檢修期間導(dǎo)水機(jī)構(gòu)立面間隙調(diào)整新工藝的實(shí)踐應(yīng)用，證明調(diào)整新工藝科學(xué)可行、操作性強(qiáng)，且調(diào)整工藝思路清晰、程序化簡(jiǎn)單操作。 有利于提高安裝檢修效率與質(zhì)量。 其他水電廠水輪發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)立面間隙調(diào)整，可以根據(jù)自身導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)特點(diǎn)確定傳遞比及調(diào)整方向后用類似的新工藝進(jìn)行。

上述調(diào)整工藝方法是基于導(dǎo)葉間立面接觸面接觸良好的情況下，以接力器壓緊行程消除部分未接觸壓緊的情況。 如果壓緊后仍存在超標(biāo)局部間隙或接觸面存在過大的不平直情況，即存在不符合設(shè)計(jì)與安裝工藝要求時(shí)需要局部修整以消除局部超標(biāo)缺陷后進(jìn)一步調(diào)整。