燈泡貫流式機組水輪機槳葉同步性調整技術淺析

摘要：針對凌津灘電廠某臺次水輪發電機組水導軸承部位振動超標、影響機組運行的問題，提出槳葉同步性調整方法。實踐證明，此方法對優化機組動平衡、改善運行工況具有積極影響。

關鍵詞：燈泡貫流式機組;槳葉同步性;槳葉轉角

0? ? 引言

凌津灘電廠燈泡貫流式機組水輪機型號為GZA684-WP-690，額定出力30 MW，轉輪由四片漿葉、輪轂、泄水錐、漿葉密封裝置及漿葉操作機構構成，轉輪長度為4.09 m，輪轂為球形，輪轂直徑為2 760 mm。

該廠某臺次機組水導軸承部位運行振動值超標，垂直、水平振動值達到200 μm，超出國家標準80 μm，嚴重影響機組安全穩定運行。該機組長期低負荷運行，造成振動偏大的原因包括導葉開度不同或轉輪槳葉與轉輪室間隙不均勻造成的水力不均勻、發電機轉子空氣間隙不均勻造成的磁拉力不均勻、水導軸承瓦間隙偏大、轉輪槳葉同步性差等，本文將針對GZA684-WP-690型水輪機槳葉同步性超過設計值這一現象進行分析處理。

1? ? 燈泡貫流式機組水輪機槳葉同步性調整思路和原理

1.1? ? 槳葉同步性偏差數據測量

水輪機大修期間，對轉輪葉片的轉角及安放角進行測量及核算，槳葉同步性超過設計值，最大偏差為1.3°，數據如表1所示，同樣開度狀況下，最小與最大開度偏差均大于原設計標準（不超過±0.50°）的要求。全關狀況下1號槳葉開度最大，2號槳葉開度最小;全開狀況下3號槳葉開度最大，1號槳葉開度最小，需要通過調整處理使得4片槳葉轉角不超過±0.50°。

1.2? ? 槳葉同步性調整值理論計算

調整槳葉安放角方法為調整接力器油缸與拐臂耳柄之間墊片的厚度。目前4處墊片厚度均為4 mm，由于1號槳葉未達 達到理論全關位置，需增加墊片厚度。

根據槳葉轉角設計圖（圖1），槳葉在全開位置時，向開方向調整1°接力器油缸與拐臂耳柄間墊片厚度減小9.5 mm，調整2°墊片厚度減小18.9 mm;槳葉在全關位置時，向關方向調整1°墊片厚度增加9.0 mm，向關方向調整2°墊片厚度增加18.1 mm。因此，根據4片槳葉轉角不超過±0.50°的設計要求，計算可得槳葉同步性調整理論值為1號墊片減薄2 mm，2號墊片增加11 mm，3號墊片增加5 mm，4號墊片增加4 mm。上述墊片厚度調整值為槳葉原有實測位置與理論位置比較計算得出，實踐操作時需要根據實測結果適當調整。

2? ? 槳葉同步性具體調整步驟

（1）由于接力器油缸與槳葉拐臂耳柄之間墊片厚度的調整，為保證槳葉同步性調整完成后，槳葉拐臂與接力器油缸連接螺栓有效受力螺紋長度不小于85 mm，需將螺栓墊片厚度由50 mm減薄至35 mm，按照圖2所示對原有連接螺栓進行加工，以滿足運行要求。

（2）根據墊片調整理論計算值加工槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間的調整墊片，為保證設備運行安全可靠性，墊片不可以采用分半墊片，應采用整圈墊片，每個位置加墊數量不宜超過3片。

（3）裝復槳葉接力器，分三次對稱緊固槳葉耳柄連接螺栓至設計扭矩值，使用專用工具操作槳葉動作，在槳葉全開和全關位置分別測量調整后的槳葉轉角及安放角，若未達到設計要求，則根據實測和核算結果，再次重復上述步驟調整槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間墊片厚度，直至槳葉同步性達到設計要求。

（4）槳葉同步性按照新的GB 10969—2008和IEC 60193—1999標準執行，即葉片轉角及各葉片間的安放角不超過±0.25°，調整后槳葉轉角最大偏差為0.5°。機組開機調試運行，動平衡狀態變優，水導軸承振動由原來的200 μm減小到160 μm，效果顯著。

3? ? 結語

燈泡貫流式機組水輪機槳葉同步性對機組動平衡、振動擺度等運行參數具有實質性影響，本文以凌津灘電廠水輪發電機組為研究和實踐對象，利用機組檢修在電廠安裝場實施的機會，通過調整槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間墊片厚度，消除水輪機槳葉接力器各機構部件因加工或安裝帶來的槳葉轉角偏差，對同類型發電機組優化運行工況具有重要的借鑒意義。

[參考文獻]

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收稿日期：2019-11-26

作者簡介：秦磊（1990—），男，山西原平人，助理工程師，研究方向：機電設備安裝、改造及檢修。