探討水輪機(jī)導(dǎo)水葉漏水修復(fù)與操作系統(tǒng)的改造

【摘要】本文主要分析了水輪機(jī)停機(jī)狀態(tài)下導(dǎo)水葉漏水的原因，研究了導(dǎo)水葉漏水量與水輪機(jī)導(dǎo)水葉操作系統(tǒng)相互間隙的大小和操作是否靈活的關(guān)系，探討了水輪機(jī)漏水量計(jì)算、漏水危害和技術(shù)改造方案，確保水輪機(jī)機(jī)組的機(jī)械部分在利用最小水能做功保證最有效的出力。

【關(guān)鍵詞】水輪機(jī)；導(dǎo)水葉；漏水；操作系統(tǒng)

1.引言

水輪機(jī)漏水是以導(dǎo)水葉為中心，為了控制漏水量，水輪機(jī)導(dǎo)水葉底環(huán)與頂蓋處于密封結(jié)合的狀態(tài)，但是由于水輪機(jī)機(jī)組長期進(jìn)行峰荷調(diào)節(jié)，動(dòng)作頻繁，使得導(dǎo)葉、頂蓋與套筒等部件軸承套與軸承之間的磨損十分嚴(yán)重，配合間隙隨之增大，導(dǎo)水葉漏水會(huì)造成調(diào)相機(jī)組在調(diào)相時(shí)漏氣，也會(huì)造成間隙汽蝕加劇，導(dǎo)致破壞，還會(huì)給尖峰負(fù)荷機(jī)造成巨大的水能損失。

2.導(dǎo)水葉漏水原因分析

2.1機(jī)組調(diào)節(jié)頻繁導(dǎo)致導(dǎo)水機(jī)構(gòu)部件之間的磨損。機(jī)組運(yùn)行期間，如果機(jī)組調(diào)節(jié)過于頻繁，就會(huì)引起操作系統(tǒng)連接軸套與軸銷之間出現(xiàn)磨損，磨損過于嚴(yán)重，超過規(guī)定的指標(biāo)范圍時(shí)，就會(huì)導(dǎo)水葉各個(gè)部位之間的間隙過大，最終操作系統(tǒng)不能控制導(dǎo)水葉完全關(guān)閉，導(dǎo)水葉漏水的主要原因之一就是導(dǎo)水葉關(guān)閉不嚴(yán)。

2.2接力器壓緊行程對導(dǎo)水葉漏水量的間接影響。2.2.1壓緊行程作用。導(dǎo)水葉漏水量不僅與導(dǎo)水葉的立由于操作系統(tǒng)連接軸套與軸銷之間存在間隙，操作臂變形，蝸殼水壓的作用，到自己導(dǎo)水葉的右向開側(cè)方向發(fā)生移動(dòng)，因此導(dǎo)水葉在關(guān)閉后需要向左側(cè)移動(dòng)，確保過緊量。2.2.2人為誤差造成的漏水。受到人為因素的影響，操作人員在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，眼睛看刻度尺寸時(shí)有誤差，導(dǎo)致兩個(gè)接力器的壓緊行程不同步，使得操作系統(tǒng)不能完全協(xié)調(diào)，兩個(gè)連桿的長短出現(xiàn)偏差，也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)水葉漏水。2.2.3壓緊行程的調(diào)節(jié)。壓緊行程是調(diào)節(jié)控制環(huán)與兩個(gè)接力器之間的連桿上調(diào)節(jié)螺母來完成，大型水輪機(jī)和中型水輪機(jī)接力器的壓緊行程為6mm-8mm。

2.3密封裝置的密封件易損嚴(yán)重導(dǎo)致漏水量增大。2.3.1止漏裝置的組成。裝置導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的止漏裝置包括導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在完全關(guān)閉狀態(tài)下為防止蝸殼中壓力水流入下游裝置的導(dǎo)葉與上環(huán)、導(dǎo)葉與下環(huán)、導(dǎo)葉與導(dǎo)葉之間的止漏裝置和導(dǎo)葉軸承止漏裝置。對于中、低水頭的大、中型水輪機(jī)導(dǎo)水葉的立面與端面的止水裝置通常是依靠密封膠條預(yù)防漏水，導(dǎo)葉完全關(guān)閉，由于接力器的作用力，導(dǎo)水葉尾部會(huì)壓緊在相鄰導(dǎo)葉頭部的密封膠條，這種結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)膠條脫落的現(xiàn)象。2.3.2軸承止漏的主要部件。導(dǎo)水葉套筒與軸徑配合密封是通過O型膠圈與U型膠圈來控制導(dǎo)水葉漏水，由于水輪機(jī)機(jī)組在運(yùn)行中不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)水葉軸徑總和導(dǎo)水葉立面與端面密封裝置發(fā)生摩擦，密封膠條與O型膠圈和U型膠圈很容易被損壞，這也是造成導(dǎo)水葉漏水的主要原因，軸承的主要結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

3.水輪機(jī)導(dǎo)水葉漏水修復(fù)與操作系統(tǒng)的改造方案

3.1導(dǎo)水葉立面密封處理及立面間隙調(diào)整。3.1.1立面間隙調(diào)整。在水輪機(jī)機(jī)組安裝完畢之后，可以利用手動(dòng)操作調(diào)速器將導(dǎo)水葉完全關(guān)閉，有油壓的前提下，可以利用鋼絲繩采用捆綁式的方式將導(dǎo)水葉捆緊，利用塞尺對兩個(gè)相鄰的導(dǎo)水葉的立面進(jìn)行測量，當(dāng)立面間隙不達(dá)標(biāo)的導(dǎo)水葉超過兩組時(shí)，就要將整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的全部油壓卸掉，保證操作系統(tǒng)在無油壓狀態(tài)下可以將導(dǎo)水葉上端拐臂與雙聯(lián)臂分解。同時(shí)利用大錘將所有的導(dǎo)水葉打牢，并利用手拉葫蘆將導(dǎo)水葉捆緊，使得所有導(dǎo)水葉之間的立面間隙為零，利用延伸雙聯(lián)臂調(diào)整螺栓的方式，把導(dǎo)水葉上端拐臂與雙聯(lián)臂連接到一起，然后將捆綁導(dǎo)水葉的鋼絲繩松開，進(jìn)一步測量導(dǎo)水葉之間的立面間隙，確保接力器在無油壓和有油壓的狀態(tài)下，導(dǎo)水葉之間的立面間隙均為零。3.1.2導(dǎo)水葉立面膠條更換。在對水輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行A級檢修時(shí)，對導(dǎo)水葉立面密封的膠條進(jìn)行更換，利用新型材料，通過現(xiàn)場試驗(yàn)與性能比較，可以選取聚氨酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中性橡膠材料，聚氨酯密封膠條既提高了材料的耐磨性，也提高了材料的抗空蝕強(qiáng)度，同時(shí)聚氨酯密封膠條不易被破壞，硬度適中，在預(yù)防導(dǎo)水葉漏水方面起到了決定性的作用。

3.2導(dǎo)水葉端面密封處理。在對水輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行A級檢修時(shí)，對底環(huán)上端面和頂蓋下端面的全部密封膠條進(jìn)行更換，并在膠皮條的安裝槽內(nèi)安裝1毫米的膠皮板，這樣既能提高膠皮條的高度，又能在滿足規(guī)定的前提下蒜段導(dǎo)葉、頂蓋與膠條之間的距離，進(jìn)而減小頂蓋與導(dǎo)葉端面的樓水量。相同地，用聚氨酯材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中性橡膠材料來做密封膠條，確保密封膠條的完整性。

3.3更換雙聯(lián)臂。雙聯(lián)臂連接在拐臂與控制環(huán)之間，是調(diào)整導(dǎo)水葉立面間隙的主要部位，雙聯(lián)臂的長短之間關(guān)系到導(dǎo)水葉的立面間隙，由于環(huán)境因素的影響，雙聯(lián)臂非常容易發(fā)生銹蝕，因此需要在每次檢修結(jié)束后對雙聯(lián)臂涂抹防銹漆，確保雙聯(lián)臂在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生銹蝕。

3.4加大接力器壓緊行程調(diào)整力度。接力器壓緊行程的調(diào)節(jié)主要通過伸長和縮短接力器活塞推拉桿和控制環(huán)推拉桿來實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)推拉桿指甲剪通過調(diào)整螺母進(jìn)行銜接，因此可以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母的正反方向來達(dá)到加大接力器壓緊行程壓縮量的目的，需要注意的是必須同時(shí)調(diào)整兩臺(tái)接力器和控制環(huán)的推拉桿之間的調(diào)整螺母，這樣調(diào)整長度才能保持一致，完全關(guān)閉導(dǎo)水葉后，接力器操作系統(tǒng)的密封效果才最好。

3.5徹底解決導(dǎo)水葉軸徑與軸套配合以及套筒密封裝置漏水問題。導(dǎo)水葉上、中、下軸套與軸徑之間都屬于間隙配合，水輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求決定著各個(gè)部位之間的間隙從下到上逐漸變大，軸套與軸徑之間的止水主要利用密封裝置完成，導(dǎo)水葉工作時(shí)，大量的雜質(zhì)隨著水流流經(jīng)導(dǎo)水葉，密封裝置會(huì)由于雜質(zhì)的破壞力出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，因此在不改變各個(gè)部位軸徑的前提下，可以通過縮小部分密封件的內(nèi)徑，縮小軸徑之間的配合間隙，以達(dá)到止水的目的。

4.結(jié)束語

水輪機(jī)導(dǎo)水葉出現(xiàn)漏水現(xiàn)象會(huì)造成資源浪費(fèi)，漏水量過大還有可能造成水輪機(jī)機(jī)組誤開機(jī)，同時(shí)漏水會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)水葉周圍設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的空蝕，增加了設(shè)備的維護(hù)量，降低了設(shè)備的使用壽命。本文通過對水輪機(jī)導(dǎo)水葉的漏水原因進(jìn)行分析，提出了水輪機(jī)導(dǎo)水葉漏水修復(fù)與操作系統(tǒng)的改造方案，確保水輪機(jī)機(jī)組的機(jī)械部位在利用最小水能做功的前提下，完成水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的最大有效出力。

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