水輪發電機組常見檢修工藝及技改

云南羅平鋅電股份有限公司臘莊電廠 云南 羅平 655800

正文：

前言：某水利樞紐位于當地主流域中下游，其內部主要有大壩、泄水建筑、引水建筑、水電站主副廠房等基礎設施。其內部共有水力發電機組3臺，單機容量2萬KW，總容量為6萬KW，年均發電量為2.6億KW*h。該水輪發電機組電力能源傳輸為4回110KV、3回35KV、1回10.5KV的綜合輸電線路，是該區域內主要清潔綠色電力能源聯絡樞紐電站。

一、水輪發電機組常見檢修工藝

水輪發電機組的檢修貫徹“預防為主、計劃檢修與狀態檢修相結合”的方針，做到“應修必修，修必修好”，使設備經常處于良好狀態，提高設備的可靠性和利用率。

1、狀態檢修工藝

狀態檢修又可稱為診斷檢修，在實際應用中需要利用計算機監控系統，對水輪發電機組常規運行參數進行整合分析，以便及時發現水輪發電機組運行的故障及風險。如在轉輪檢修過程中，只有依據其常規運行階段的氣蝕、磨損、裂紋等數據；止漏環的損壞程度，才能確定具體明確的葉片修復措施。

2、定期檢修措施

水輪發電機組定期檢修主要是以發電機組運行風險故障發生頻率為依據，確定檢修間隔。一般來說，水輪發電機組定期檢修時間常處于枯水季節，其在實際檢修過程中可以針對較隱蔽的風險進行全面檢測，如流道水工建筑物損壞情況；上冠、下環、葉片的氣蝕磨損程度等。

二、水輪發電機組技術改進措施

1、現有水輪發電機檢修工藝改造

由于水輪發電機組運行階段與發電機技術發展階段具有一定的差異，而水輪機是水電廠將水輪轉換為機械能的重要設備，水輪機在水輪發電機組中處于重要位置，因此水輪機實際運行效率直接影響了整體水輪發電機組運行效率。有的水輪機出現了高效區域小、振動區域大、空化性能差等問題。水輪機的選型造型技術改進難度大、內部影響因素較多的特點，這就導致水輪發電機組在實際增容改進環節中的不利影響因素較多。常用的方法有：增減導葉數量、切割轉輪葉片出水邊、改變轉輪上冠下環的曲線、直至更換新的轉輪。在實際水輪機改進過程中，技術改進人員應將水輪機的轉輪改進作為主要工作施行。采用三維粘性流動數值模擬，科學合理地確定轉輪葉片的切割量，最終達到增容目的。在這個基礎上逐步對水輪發電機組其他相關輔助設備、調速器、水工金屬結構進行技術改進。結合技術改造前后運行性能進行檢測分析，保證水輪發電機組穩定運行。為了避免水輪發電機組檢修期間抱緊力對軸承體的不利影響，可在中心抱軸前期，逐一測量水輪發電機主軸表層與軸承體間距離，并進行具體的數值對比，保證距離準確，從而保證檢修工藝達標，做到“修必修好”提高出力的目的。

2、轉輪檢修工藝技術改造

在前期轉輪檢修工藝實施的基礎上，可根據轉輪氣蝕、磨損嚴重、焊補、打磨輪葉等級區別對待，進行一次中修措施，即專門針對水輪機氣蝕、磨損問題，進行現場補焊、磨光、環氧金剛砂抗磨涂料涂抹等措施。依據中修數據，進行磨蝕檢修方案的優化設置，如消耗焊條數量、修補工期、檢修工藝要求等。在具體的轉輪檢修工藝實施時，首先需要對轉輪葉片空蝕區深度及面積數據進行集中分析，必要情況下可對關鍵空蝕位置進行攝像并標記[1]。其次在大型檢修期間，可對轉輪葉片底部采用超聲波探傷或熒光探傷的措施，確定相應轉輪葉片裂紋風險因素及具體裂紋位置、裂紋大??；以便為后期轉輪葉片裂紋風險處理方案的制定提供依據。為了避免轉輪葉片裂紋進一步惡化，可在裂紋兩端進行止裂孔的設置，并采用電弧氣刨等設備在轉輪葉片裂紋生長方向進行坡口開設，一般裂紋開設坡口為52-56°之間。經過局部預熱采用奧氏體焊條和堆式焊條進行堆焊處理，做好保溫措施；打磨時要求表面光潔、過度自然符合線型要求；最后在電弧氣刨出坡口完畢后，可采用砂輪等設備沿著砂輪開坡口蔓延方向進行打磨清洗措施，最好選用先做樣板，再按樣板進行打磨。在這期間可選擇符合標準的不銹鋼焊條進行補焊措施，同時根據堆焊層數進行錘子敲擊頻率的規劃，以便最大程度控制轉輪葉片焊接應力，對面積較大深度較淺，可采用噴焊合金粉的工藝進行修復，即制成一些很細的金屬粉末，利用氣焊的火焰將其融化并噴在轉輪表面，實際上是讓轉輪穿上一件硬質的合金鎧甲。從而保證轉輪質量要求，達到提高轉輪出力的目的。

3、葉片磨蝕檢修技術改造

在現階段水輪發電機組工藝運行過程中，由于水輪發電機組水輪機轉輪葉片修復具有工期要求緊、修復技術要求高的特點，且實際現場修復作業環境較惡劣，導致現階段水輪機葉片檢修實際效率不高，于是必須對水輪機轉輪葉片進行無損檢測。如在水輪機葉片間隙空蝕處理期間，雖然葉片抗抹涂層可以有效保證葉片穩定運行，但是隨著水輪機組的運行，葉片表層涂料脫落速率也逐漸增加，針對這種情況，在水輪發電機組葉片檢修期間，可在常規噴砂修補的基礎上，進行氣蝕裙邊設置，以便控制葉片本體翼型空蝕問題[2]。還可以采用滲透探傷來檢測葉片受損情況，能很好地檢測出裂紋受損、開裂等危險性較大的缺陷，然后在層層跟蹤清除裂紋，這樣可以徹底清除葉片根部的裂紋。此外，由于水輪機葉片氣蝕空隙較小，為了保證氣蝕裙邊運行效果，水輪機檢修人員可在氣蝕裙邊設置前期，進行軸承調整作業。即在水輪發電機組推力受力一定后，可在相應位置進行導軸承安裝調整。導軸承調整氣蝕間隙主要針對整個水輪機轉動核心，如水輪機止漏環、發電機主軸承等。在具體導軸承間隙調整環節，應依據前期水輪機設置要求及主軸承位置、擺盤運行頻率，在先調整水導再調整導軸承的原則，促使水輪機軸承雙側間隙與標準值相符，達到檢修目的。

總結：

綜上所述，在水輪發電機組運行過程中，由于各種風險因素的存在，對水輪發電機組運行檢修效率造成了一定不利影響。因此，在以往水輪發電機組定期、狀態檢修模式運行的基礎上，水輪發電機組檢修人員應根據實際情況，結合水輪機的轉輪、上冠、下環、轉輪葉片等不同構件運行特點，合理進行檢修技術改進。保證整體水輪發電機組運行檢修效率，為區域電力資源供應效率的提升提供依據。