水口電站機組導葉檢修新工藝創新

吳丁厚 福建水口發電集團有限公司

對于水電站而言，發電機組是其最重要部分，為確保水電站安全運行，確保發電機不出現故障問題，離不開對機組導葉的檢修。實踐中，為了能夠有效減少發電機出現故障的概率，運維管理過程中應當按照標準操作，及時發現和解決問題，注重工藝創新。

一、水口電站機組基本情況

福建省水口水電廠共裝設七臺ZZA315 -LJ-800軸流轉槳式水輪發電機組。單機額定容量為200MW，總裝機容量1400 MW，設計水頭為47米，最高水頭為57.8米，最低水頭30.9米，水輪機轉輪直徑8米，是目前世界上單機容量最大的高水頭軸流轉槳式水輪機，首臺＃1機于1993年8月正式投產發電，最后一臺機組#7機于1996年12月投產發電，年平均發電量為49.5億千瓦/小時。在福建電網中擔負著調峰、調頻以及事故備用的作用，也是目前華東地區最大的水電廠。

水口機組自1993年8月投產以來，已連續運行16年，導葉軸套機構在一般小修、大修中無法檢修。水輪機導水機構是水輪發電機組重要部件，經過多年運行，該部件必須進行解體更換檢修，按照我國傳統常規檢修工藝和解體步驟，原設計24個導葉檢修，必須將重達105.32噸外頂蓋在機坑內分四瓣多次起吊到安裝場，再將24個單件重6.44噸導葉吊至檢修專用場地的傳統檢修工藝。曾季弟高級工程師通過研究水口機組結構特點和現場條件，提出了原地檢修導葉及軸套新工藝，設計一套專用檢修裝置，將130噸外頂蓋及支撐架重量原地升高軸套檢修空間后，臨時轉移專用裝置上，即可以進行水輪機導葉各項檢修工作。

二、外頂蓋基本參數

水口電站機組的導葉重量為6440kg，其中下軸高度為220mm，下軸套尺寸為Φ360*Φ365，共24件，單件重為3kg。就其外頂蓋而言，外頂蓋共分為四半，總裝配重量為105324kg。其中，外連接螺栓為180-M72，軸向定位銷為10-Φ40錐銷孔，頂起螺栓為10-M64。該電站機組的底環下軸套密封為Φ375×Φ360×8.6，外購“O”型密封圈，共計24個。支架6組，其單件重量為4269kg，總重量為 4269*6= 25614kg。電站機組整體起吊重量為105.324噸+25.6噸≈130噸。

三、水口電站機組導葉檢修內容及工藝

（一）檢修內容

本次檢修過程中，主要針對以下內容。第一，24個下軸套更換，潤滑。第二，下軸套“O”型密封圈更換。第三，對導葉上、下端面拋光處理，并且對導葉進行汽蝕處理。第四，上下端密封盤根更換，上下端面抗磨板拋光處理。第五，上軸頸尺寸及外觀檢查拋光，并且清掃外頂蓋及更換密封。

（二）檢修工藝

1.做好準備

在油壓系統卸壓前，將導葉全開，槳葉全關；同時選取合適的鋼絲繩、吊環、卸扣等起重工具。在此過程中，還應當注意選取合適的外頂蓋支撐桿（導葉大頭）12個及導葉小頭12個；并按圖紙要求加工專用楔子板；拆除機坑內接力器環管、主軸密封、頂蓋排水、空氣圍帶等關聯管路以及電纜。同時，拔出各導葉連桿、拐臂和套筒，拔出外頂蓋法蘭軸向定位銷。完成上述工作任務以后，拆除外頂蓋聯接螺栓，準備必要的方木、橡膠板、羊毛氈等；沿底環平面機坑內安裝施工平臺，在蝸殼側沿固定導葉一圈設置臨時檢修圍欄。

2.檢修

在起吊之前，應當全面檢查橋機工作正常與否，人員應當分工明確，各負其責，起吊中統一指揮。導葉檢修過程中，先利用10-M64頂起螺栓，緩慢頂起外頂蓋1-2mm，檢查整圈應有間隙。同時，按照圖紙要求，布置專用吊具，懸掛鋼絲繩。在技術交底環節，吊裝之前總指揮應召集有關人員，檢查工作并布置起吊中應注意的事項。通過橋機緩慢將外頂蓋提升900-950mm，同時在6個支架對應的12個導葉上大、小頭分別架設2個專用支架，高度為870mm，相對導軸對稱支撐。在已支撐12個導葉上，每一個導葉分別用2塊專用楔子板調節所有支撐在同一水平面上，保證受力均勻平衡。所有支撐桿和千斤頂用繩子綁牢，以防脫落砸傷；橋機緩慢地下落，將外頂蓋支撐在12個導葉24個支撐點上。

完成上述檢修操作后，用4部10噸手拉葫蘆在對稱方向將外頂蓋掛住，作為受力輔助，并防止傾倒。同時，利用基礎上專用吊耳，用手拉葫蘆提起導葉，高度控制800-850mm左右。并用專用支撐從導葉大小頭部固定，以防突然落下。用專用螺絲刀在導葉軸套接縫處撬開，使軸套變形錯位取出。新備品裝入專用軸套裝配工具，然后通過手工控制手拉葫蘆緩慢落下導葉，將軸套均勻地壓入軸孔內。在軸套表面均勻抹上潤滑油，更換密封圈。導葉上、下端面打磨平滑。導葉裝回原位。先逐步更換12個。其余12個重復以上步聚，將所有支撐沿順時針或反時針移一個導葉即可。全部檢修完畢，外頂蓋重新安裝在法蘭。

3.檢修效果

通過上述工藝，改變了導葉及其附件檢修全部吊離機坑的傳統檢修方法，根據現場設備布置特點，設計一套專用檢修工具，將外頂蓋原方位起吊一定的安全作業高度，在原地進行所有導葉軸套檢修工作，不僅工序工藝大大簡化，檢修時間極大縮短，作業現場安全得到可靠保障，勞動效率大為提高，該工藝不僅簡單實用，在水口公司#6、#7機檢修中得到充分應用，取得了良好效果，受到檢修作業人員極大歡迎，該工藝的創新簡單適用，針對性強，最大限度提高安全檢修水平，大大降低勞動強度與節省作業時間，節約人力投入，節省可觀費用；大大縮短大修工期，達到事半功倍效果。同時，該檢修新工藝對其他水電廠導葉檢修具有參考和借鑒意義，有推廣使用價值。

四、結束語

總而言之，雖然該檢修工藝工序煩瑣、現場高空、超大尺寸、大噸位作業安全危險點多，但是檢修工作必不可少。水口公司通過實施金點子新工藝，導葉檢修只需幾個作業人員在7天時間即可完成全部檢修工作，原工藝每臺機整個檢修過程需歷時30天左右時間，工序十分繁雜，施工過程伴隨高空作業、大件起重、上下層交叉作業等諸多危險點因素，并可節約人工費，起重機械臺班費，每年可直接節省費用138000元，大修工期縮短20天，增加機組旋轉備用時間，大大提高發電量，產生巨大的社會效益。