小水電站機(jī)組大修問(wèn)題分析處理

趙海軍

摘? 要：小水電行業(yè)是目前發(fā)展行情較好的能源產(chǎn)業(yè)之一。在國(guó)家提倡下，小水電事業(yè)發(fā)展前景良好，但設(shè)備磨損問(wèn)題也十分突出。文章通過(guò)闡述燕山湖水庫(kù)電站1#機(jī)組檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的檢修常見(jiàn)問(wèn)題，提出了切實(shí)可行的處理措施，希望能為今后相應(yīng)設(shè)備的檢修提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：缺陷;問(wèn)題處理;導(dǎo)瓦;實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TV738? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）17-0101-02

Abstract： Small hydropower industry is one of the energy industries with good development at present. With the promotion of the state， the development prospect of small hydropower industry is good， but the topic of equipment wear is also very prominent. By expounding the common problems found in the maintenance of #1 unit in Yanshanhu Reservoir Power Station， this paper puts forward some feasible treatment measures， hoping to provide service for the maintenance of the corresponding equipment in the future.

Keywords： defect; problem treatment; guide tile; experiment

1 概況

燕山湖水庫(kù)位于大凌河干流朝陽(yáng)縣肖家店村，壩址距離朝陽(yáng)市25km，壩址以上流域面積9482km2，占全流域41%。以滿(mǎn)足朝陽(yáng)市生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉及防洪為主。燕山湖水庫(kù)電站分別裝有1600KW、500KW水力發(fā)電機(jī)各一臺(tái)。年平均發(fā)電量450萬(wàn)千瓦時(shí)。

2 機(jī)組拆卸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)缺陷及設(shè)計(jì)改進(jìn)意見(jiàn)

（1）拆發(fā)電機(jī)集電環(huán)短軸，同時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子引線太長(zhǎng)，在原來(lái)的集電環(huán)短軸上已繞圈超過(guò)360度，由于轉(zhuǎn)子電流是直流，則會(huì)產(chǎn)生螺旋磁場(chǎng)，造成在集電環(huán)短軸上產(chǎn)生蝸流損耗，造成必要的損耗熱量，同時(shí)也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生微量反阻尼的，所以本次大修建議切短轉(zhuǎn)子向集電環(huán)的引線長(zhǎng)度。

（2）拆出水輪機(jī)兩瓣水導(dǎo)瓦，同時(shí)發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)瓦的油道是一道螺旋環(huán)型油道，寬度為4毫米、深度為2毫米的半圓弧油道，水導(dǎo)瓦的所有潤(rùn)滑油只從底部4毫米左右半圓弧油道螺旋進(jìn)油，一直旋轉(zhuǎn)五圈后才能從上油口進(jìn)入上油盆，油在瓦內(nèi)部停留時(shí)間較長(zhǎng)，油溫會(huì)很高，也就是說(shuō)熱油和冷油熱量交換的太慢，造成水導(dǎo)瓦溫溫度運(yùn)行在高溫區(qū)，特別是夏季，環(huán)境溫度高，水導(dǎo)瓦的溫度會(huì)更高，所以本次大修建議更改水導(dǎo)瓦熱油和冷油的交換時(shí)間，也就是說(shuō)想辦法縮短熱油在瓦內(nèi)的停留時(shí)間，快速進(jìn)入上油盆，冷卻后很快返到下油盆，讓下油盆的冷油盡快再進(jìn)入瓦內(nèi)，這樣水導(dǎo)瓦產(chǎn)生的熱量就會(huì)被油很快帶走，使水導(dǎo)瓦溫降下來(lái)，這就是解決水導(dǎo)瓦溫高的設(shè)計(jì)改進(jìn)指導(dǎo)思想。

（3）拆上導(dǎo)油盆內(nèi)的冷卻器，同時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻器的擋油導(dǎo)流板，是用1mm的薄鐵板做成，其變形量特別大，并且和鏡板之間及與冷卻器之間的縫隙特別大，也就是當(dāng)機(jī)組旋轉(zhuǎn)油循環(huán)過(guò)程中，一部分熱油不能很好的經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻，而是直接流到推力瓦的下邊而進(jìn)行再一次的潤(rùn)滑循環(huán)，這一部分的油沒(méi)有通過(guò)冷卻器把溫度降下來(lái)，而是直接進(jìn)行了再一次的熱油潤(rùn)滑循環(huán)，使得推力瓦及上導(dǎo)瓦沒(méi)有和冷油更好的熱量交換，致使瓦溫比有理想擋油導(dǎo)流板的運(yùn)行狀態(tài)瓦溫要高一些，所以建議重新制作嚴(yán)實(shí)合縫的擋油導(dǎo)流板，盡量讓所有的熱油全部通過(guò)冷卻器冷卻后，再進(jìn)入瓦內(nèi)潤(rùn)滑循環(huán)，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行瓦溫會(huì)有良好的降低改善做用。

（4）水輪發(fā)電機(jī)的上導(dǎo)瓦、推力瓦、下導(dǎo)瓦，由于原來(lái)的瓦面含油量較少，在運(yùn)行中的瓦溫沒(méi)有瓦面含油量多的效果好，一般情況下，含油量多的瓦面運(yùn)行溫度要比含油量少的瓦面溫度要低，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行效果比較，含油量多的瓦面比含油量少的瓦面運(yùn)行瓦溫要低2-3℃，同時(shí)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，含油量多的瓦在各種運(yùn)行工況不容易燒瓦，這種研磨瓦新工藝，是桓仁廣源水電服務(wù)中的專(zhuān)利，已在其它電站運(yùn)行21年沒(méi)有任何問(wèn)題，現(xiàn)已運(yùn)行在十幾臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組上，這種研磨瓦工藝延長(zhǎng)了機(jī)組所有烏金瓦的使用受命，但增加了這種新工藝研磨瓦的大修工作量，桓仁廣源水電站服務(wù)中心，本著對(duì)電站負(fù)責(zé)的角度，對(duì)1#機(jī)就采用這種新的研磨瓦方式進(jìn)行研瓦。

3 大修拆除分解后的處理

3.1 各部瓦的處理

采用新的研磨瓦工藝進(jìn)行研瓦，原來(lái)的推力瓦在拆除后發(fā)現(xiàn)其中有一塊推力，在瓦面上有一塊直徑為5cm黑色腐蝕，其他的推力瓦中間部分有一道劃痕，并且中部接觸點(diǎn)很大，下導(dǎo)瓦研磨嚴(yán)重，且所有瓦面中間有一道較深劃痕。推力瓦、上導(dǎo)瓦及下導(dǎo)瓦均采用研磨瓦新工藝。所有推力瓦面，通過(guò)打瓦后，在我們的研瓦平臺(tái)上進(jìn)行研刮，我們的研瓦平臺(tái)的平整度及光潔度不低于1#機(jī)的鏡板平整度，有可能還高于鏡板的平整度，通過(guò)平臺(tái)的研磨及刮瓦，使每塊推力瓦每平方厘米的面積和鏡板的接觸點(diǎn)不少于2-3點(diǎn)，滿(mǎn)足GB2003-8564國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，上導(dǎo)瓦、下導(dǎo)瓦也是一樣的研瓦方法，只是在推力頭上的軸領(lǐng)上進(jìn)行研瓦，下導(dǎo)瓦的軸領(lǐng)經(jīng)實(shí)測(cè)和上導(dǎo)瓦的軸領(lǐng)是一樣的直徑，所以下導(dǎo)瓦只要在推力頭軸領(lǐng)研瓦即可，上導(dǎo)瓦及下導(dǎo)瓦的接觸點(diǎn)和推力瓦一樣均滿(mǎn)足GB2003-8564國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)水導(dǎo)瓦進(jìn)行油道的設(shè)計(jì)改進(jìn)，加快水導(dǎo)瓦油的循環(huán)速度，使熱油和冷油的熱量交換時(shí)間縮短，進(jìn)一步降低機(jī)組水導(dǎo)瓦的運(yùn)行溫度。由于原來(lái)水導(dǎo)瓦的運(yùn)行溫度沒(méi)有超過(guò)60℃，并且本次大修又作了設(shè)計(jì)改進(jìn)，所以水導(dǎo)瓦不進(jìn)行打瓦，而是用傳統(tǒng)研瓦方式，這樣設(shè)計(jì)改進(jìn)研瓦后一定會(huì)使原來(lái)的瓦溫有大幅度降低。

3.2 水輪機(jī)各部件的汽蝕補(bǔ)焊及銹蝕處理刷漆

水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪室及轉(zhuǎn)輪葉片的根部汽蝕嚴(yán)重，轉(zhuǎn)輪室及座環(huán)先用角磨鋼絲刷進(jìn)行打磨完畢，進(jìn)行下一道工序，焊工進(jìn)行轉(zhuǎn)輪內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)焊，汽蝕深的地方先用506焊條進(jìn)行補(bǔ)焊，表面再用不銹鋼焊條進(jìn)行補(bǔ)焊，轉(zhuǎn)輪室及轉(zhuǎn)輪補(bǔ)氣的十字補(bǔ)氣管汽蝕非常嚴(yán)重，有的地方已經(jīng)補(bǔ)焊不了了，只有將汽蝕嚴(yán)重的地方重新割掉，再用5mm厚的鋼板重割下同樣大小的尺寸進(jìn)行焊接，該電站是軸流定漿機(jī)組，在開(kāi)機(jī)到近50%負(fù)荷到運(yùn)行范圍內(nèi)機(jī)組會(huì)汽蝕非常嚴(yán)重，轉(zhuǎn)輪室汽蝕用不銹焊條補(bǔ)焊及打磨，并經(jīng)主管人員兩次復(fù)檢，對(duì)局部又進(jìn)行補(bǔ)焊及打磨處理，做到三檢制，在實(shí)際工作中把質(zhì)量放在首位。

針對(duì)本電站水輪機(jī)的建議，在以后的開(kāi)機(jī)過(guò)程要盡量縮短機(jī)組的空載時(shí)間，并網(wǎng)后同時(shí)盡量多帶負(fù)荷，躲過(guò)汽蝕嚴(yán)重區(qū)，由于本水輪機(jī)組為軸流定漿結(jié)構(gòu)，在空載及少量負(fù)荷時(shí)運(yùn)行工況極差，非常容易產(chǎn)生汽蝕。該種機(jī)組隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，建議該種機(jī)組要逐步縮短機(jī)組的大修周期，因?yàn)樗啓C(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)輪一旦汽蝕嚴(yán)重，修復(fù)起來(lái)極其困難，有的地方甚致無(wú)法修復(fù)。

各導(dǎo)葉及導(dǎo)葉套筒、支撐蓋、導(dǎo)瓦上環(huán)等等導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，都一一進(jìn)行了除銹打磨處理，打磨處理完畢，第一遍用防銹底漆進(jìn)行刷漆，待第一遍防銹底漆干燥后，進(jìn)行刷第二遍面漆。對(duì)于機(jī)組的工作密封，進(jìn)行了仔細(xì)的處理，讓橡膠和鋼體活塞動(dòng)作自如，使其能起到良好的止水效果。

3.3 定、轉(zhuǎn)子的清掃處理及試驗(yàn)

用專(zhuān)用的機(jī)電設(shè)備清洗劑對(duì)定轉(zhuǎn)子進(jìn)行清洗，定轉(zhuǎn)子清洗后，經(jīng)詳細(xì)檢查沒(méi)有掉漆的地方，所有的漆面完好無(wú)損，磁極等沒(méi)有銹蝕的地方，為了定轉(zhuǎn)子散熱良好，對(duì)定轉(zhuǎn)子不再進(jìn)行噴漆，利用電動(dòng)搖表型號(hào)AR3125/500V-5000V，T51型電流、電壓表等儀器、儀表準(zhǔn)確度等級(jí)均為0.5級(jí)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)定轉(zhuǎn)子做了相關(guān)的電氣試驗(yàn)，定子絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)子絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)、交直流阻抗等試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 其它處理

對(duì)發(fā)電機(jī)上導(dǎo)冷卻器的擋油導(dǎo)流板進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)冷卻器進(jìn)行了打水壓試驗(yàn)，打壓4公斤，30分種無(wú)滲漏。滿(mǎn)足檢修規(guī)定，機(jī)組回裝。

4 機(jī)組開(kāi)機(jī)試運(yùn)行

燕山湖水庫(kù)水電廠機(jī)組大修完成，具備充油及開(kāi)機(jī)條件。燕山湖水庫(kù)電站機(jī)組大修后通過(guò)72小時(shí)并網(wǎng)滿(mǎn)負(fù)荷試運(yùn)行，機(jī)組的各部瓦溫、擺度、振動(dòng)等運(yùn)行狀況良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

水輪機(jī)組設(shè)備檢修是維護(hù)設(shè)備良好安全的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)機(jī)組檢修發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，也是日常生產(chǎn)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的，借此解決問(wèn)題的方式方法為電站檢修提供幫助。特別是導(dǎo)瓦磨損異響，溫度異常，值得特別注意和將強(qiáng)巡視。希望這些問(wèn)題可以減輕和避免。

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