淺談貴州馬馬崖電站1號(hào)機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝

程璽（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧丹東118216）

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淺談貴州馬馬崖電站1號(hào)機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝

摘要：通過(guò)對(duì)貴州馬馬崖水電站1號(hào)水輪機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝的介紹，整理了在狹小配合面處理局部突出部分的消缺思路，并討論了設(shè)備加工焊接時(shí)應(yīng)力未完全釋放對(duì)設(shè)備安裝造成影響的可能性，從而強(qiáng)調(diào)了機(jī)電安裝對(duì)過(guò)程監(jiān)控的重要性。

關(guān)鍵詞：貴州馬馬崖水電站；水輪發(fā)電機(jī)組；下止漏環(huán)間隙；間隙處理

貴州北盤(pán)江馬馬崖一級(jí)水電站為北盤(pán)江干流（茅口以下）規(guī)劃梯級(jí)的第2級(jí)，屬二等大（2）型工程，樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、壩身開(kāi)敞式溢流表孔、壩身放空底孔、左岸引水系統(tǒng)及左岸地下廠房等主要建筑物組成。工程任務(wù)以發(fā)電為主，航運(yùn)次之。電站裝機(jī)容量540 MW，安裝3臺(tái)由東方電機(jī)廠制造的單機(jī)容量為180 MW的水輪發(fā)電機(jī)組和一臺(tái)由天津電機(jī)廠制造的單機(jī)容量為1.8 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，由水電六局貴州馬馬崖電站機(jī)電安裝項(xiàng)目部負(fù)責(zé)機(jī)組安裝。

1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

在馬馬崖電站1號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子與下端軸聯(lián)接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)下止漏環(huán)間隙出現(xiàn)變化（轉(zhuǎn)子與下端軸距離處25mm，即下端軸與水輪機(jī)軸需上提25mm），不能滿(mǎn)足安裝要求，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1：

表1　下止漏環(huán)間隙　單位：mm

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)4號(hào)導(dǎo)葉與16號(hào)導(dǎo)葉方位各有2個(gè)漸變的鼓包，鼓包估計(jì)寬度有100 mm，長(zhǎng)度200 mm。而東方電機(jī)廠設(shè)計(jì)人員通過(guò)計(jì)算確認(rèn)機(jī)組在機(jī)械過(guò)速時(shí)最大擺度為1.05 mm，為確保機(jī)組運(yùn)行安全，止漏環(huán)單邊最小間隙為1.50 mm。由于電站工期較緊，我方?jīng)Q定在不吊轉(zhuǎn)輪的情況下進(jìn)行處理。

2制定方案

分析了轉(zhuǎn)輪室空間結(jié)構(gòu)和下止漏環(huán)鼓包位置（見(jiàn)圖1），我方考慮了2套方案（見(jiàn)圖2）：

圖1　止漏環(huán)間隙處理空間及鼓包位置示意圖

圖2　2套方案說(shuō)明圖

分析2套方案發(fā)現(xiàn)，方案一中使用簡(jiǎn)易液壓拉床，極大的節(jié)省了人力，拉削量較大，效果明顯，但支座在操作中不易固定和調(diào)平，且拉刀每次放置都需重新調(diào)整支座，不利于反復(fù)操作，一旦出現(xiàn)拉刀崩斷，斷裂部分無(wú)法取出，風(fēng)險(xiǎn)較高。方案二中使用電動(dòng)往復(fù)工具經(jīng)行處理，操作簡(jiǎn)單，但效果和風(fēng)險(xiǎn)與銼刀制作形式和使用材質(zhì)有較大關(guān)系，只能定做銼刀，而打磨量較大，銼刀使用數(shù)量較多，成本較高，且處理時(shí)間較長(zhǎng)。綜合比較后，我方從風(fēng)險(xiǎn)角度出發(fā)決定采用第二套方案，及磨削加工處理，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定制銼刀，銼刀尺寸見(jiàn)圖3。

圖3　銼刀制作尺寸

3處理下止漏環(huán)間隙

根據(jù)方案二，我方購(gòu)置電動(dòng)吊磨機(jī)（見(jiàn)圖4）以及定制銼刀（見(jiàn)圖5）。

圖4　電動(dòng)吊磨機(jī)

圖5　定制銼刀

打磨開(kāi)始前，先抱緊下導(dǎo)瓦（推力軸承在下機(jī)架上），并在水導(dǎo)部位架千斤頂，用塞尺將鼓包部位間隙分解，每差0.1 mm為一段，并用記號(hào)筆標(biāo)注在底環(huán)相應(yīng)位置，而后使用千斤頂將轉(zhuǎn)輪頂靠到16號(hào)導(dǎo)葉方位，這樣在4號(hào)導(dǎo)葉方位止漏環(huán)最小間隙為2.25 mm（定制銼刀的厚度基本在2～2.2 mm之間），由于轉(zhuǎn)輪與底環(huán)接觸，因此在打磨期間機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分上盡量不進(jìn)行焊接作業(yè)，如必須進(jìn)行，需有可靠接地，防止轉(zhuǎn)輪與底環(huán)接觸面導(dǎo)電粘結(jié)，下導(dǎo)瓦絕緣損壞。

打磨時(shí)，先將銼刀放入4號(hào)導(dǎo)葉方位間隙最小的部位，調(diào)整千斤頂，將轉(zhuǎn)輪慢慢靠過(guò)來(lái)，當(dāng)感覺(jué)銼刀受力后將銼刀取出，用塞尺將16號(hào)導(dǎo)葉方位的間隙塞出，在塞出的數(shù)據(jù)上加0.1 mm塞尺（具體增加量可根據(jù)銼刀插入間隙松緊度調(diào)整），塞緊16號(hào)導(dǎo)葉方位的間隙，并將轉(zhuǎn)輪頂緊，然后塞出4號(hào)導(dǎo)葉方位最小間隙，使用電動(dòng)吊磨機(jī)對(duì)間隙最小的部位進(jìn)行打磨，由于銼刀較長(zhǎng)，因此只能進(jìn)行上下打磨，而銼刀與止漏環(huán)的接觸面較小，為保證打磨的質(zhì)量，需對(duì)該部位反復(fù)打磨，直到銼刀兩側(cè)在該區(qū)域任何位置受力不再滿(mǎn)足打磨需求，用塞尺進(jìn)行測(cè)量，并比較原數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)未變，則更換銼刀，按照上述方法重新調(diào)整4號(hào)導(dǎo)葉方位間隙，如果數(shù)據(jù)變大，可在16導(dǎo)葉方位繼續(xù)增加塞尺，始終保持銼刀兩側(cè)受力（我方在處理過(guò)程中除每次更換銼刀調(diào)整間隙時(shí)需增加0.1 mm，其余皆增加0.05 mm）,直到打磨開(kāi)始前標(biāo)記的鼓包部位全部打磨完成，依次累加的打磨量大于0.45 mm為止，之后用相同方法打磨16號(hào)導(dǎo)葉方位間隙。

通過(guò)6名工人，0.5個(gè)月持續(xù)不斷的打磨，在用壞了2臺(tái)電動(dòng)吊磨機(jī)，800根定制銼刀后，下止漏環(huán)間隙基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2：

表2　處理后下止漏環(huán)間隙

4處理結(jié)果

貴州北盤(pán)江馬馬崖一級(jí)水電站1號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行過(guò)程中，各部位導(dǎo)軸承擺度均不大于0.15mm，機(jī)械過(guò)速時(shí)各導(dǎo)軸承及支架擺度振動(dòng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3　機(jī)械過(guò)速時(shí)擺度、振動(dòng)數(shù)據(jù)

72 h商業(yè)運(yùn)行后，我方對(duì)下止漏環(huán)間隙進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)剮蹭粘研等情況，間隙也未有變化。

通過(guò)以上數(shù)據(jù)和檢查結(jié)果可以看出，機(jī)組在極端條件下轉(zhuǎn)輪部位擺度不會(huì)超過(guò)0.6 mm，止漏環(huán)間隙滿(mǎn)足設(shè)計(jì)運(yùn)行要求。

5原因分析

馬馬崖電站1號(hào)水輪機(jī)底環(huán)剖面結(jié)構(gòu)如圖6。

圖6　底環(huán)剖面圖

底環(huán)與止漏環(huán)均分2瓣，把合焊接后整體加工，止漏環(huán)對(duì)接面開(kāi)V型坡口，底環(huán)現(xiàn)場(chǎng)把合后焊接止漏環(huán)對(duì)接口并打磨，根據(jù)之前的測(cè)量記錄，未焊接前焊縫兩邊無(wú)凸出部分，焊接完成后由于應(yīng)力原因，焊縫兩邊出現(xiàn)凸起，我方對(duì)凸起部分進(jìn)行了打磨處理，使之滿(mǎn)足安裝要求，轉(zhuǎn)輪吊裝到位后下止漏環(huán)間隙數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4　

聯(lián)軸之前測(cè)量下止漏環(huán)間隙已發(fā)生變化，具體尺寸見(jiàn)表5。

表5　

聯(lián)軸完成后，下止漏環(huán)間隙最終變成表1的結(jié)果，從結(jié)果來(lái)看導(dǎo)致最終出現(xiàn)凸起的原因?yàn)椋旱篆h(huán)與止漏環(huán)這種組合焊接件未等到內(nèi)部應(yīng)力完全釋放完成就進(jìn)行加工，致使應(yīng)力內(nèi)存遇外力沖擊而釋放應(yīng)力，出現(xiàn)局部突變。而引起應(yīng)力釋放的原因考慮到當(dāng)時(shí)的施工環(huán)境，可能是由于土建單位在肘管位置開(kāi)鑿混凝土，風(fēng)鎬連續(xù)振動(dòng)預(yù)埋部分長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月之久所致。為防止相同情況出現(xiàn)，之后2號(hào)、3號(hào)底環(huán)全部組裝焊接后與座環(huán)把合，并用風(fēng)動(dòng)扳手打緊螺栓，打磨焊縫和最小半徑之后，吊入轉(zhuǎn)輪預(yù)裝。

6結(jié)束語(yǔ)

貴州馬馬崖電站1號(hào)機(jī)下止漏環(huán)凸起部分處理的過(guò)程就是一個(gè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)比選擇施工方案，并將處理過(guò)程進(jìn)行分解量化的過(guò)程。在此過(guò)程中技術(shù)人員深入一線，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況提出方便操作、方便測(cè)量的施工方案最為重要，而對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的原因的分析也再一次警示我們，在機(jī)械制造和設(shè)備安裝過(guò)程中，技術(shù)人員不能存在任何僥幸心理，必須嚴(yán)格按照制造安裝規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，無(wú)法想象如果不是外部因素導(dǎo)致止漏環(huán)應(yīng)力提前釋放，一旦在運(yùn)行過(guò)程中由于機(jī)組振動(dòng)致使應(yīng)力釋放，止漏環(huán)間隙變小而不能滿(mǎn)足運(yùn)行要求，將會(huì)造成多么巨大的損失，因此我們基層的技術(shù)人員必須具備很強(qiáng)的責(zé)任心，同時(shí)既要多在施工中實(shí)際操作，又要不斷的學(xué)習(xí)充實(shí)自己，這樣才能夠在力所能及的范圍內(nèi)消除隱患，在非自己可控的范圍外出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)找到切實(shí)可行的辦法，保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB8564-2003水輪發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[2]東方電機(jī)廠水輪機(jī)底環(huán)加工圖紙[Z].

作者簡(jiǎn)介：程璽（1983-），男，工程師，從事水電站機(jī)電安裝工作。

收稿日期：2015-12-09

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.016

中圖分類(lèi)號(hào)：TK730.3+23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2016）03-0055-03