水輪發(fā)電機組常見檢修工藝及技改

云南羅平鋅電股份有限公司臘莊電廠 云南 羅平 655800

正文：

前言：某水利樞紐位于當(dāng)?shù)刂髁饔蛑邢掠?，其?nèi)部主要有大壩、泄水建筑、引水建筑、水電站主副廠房等基礎(chǔ)設(shè)施。其內(nèi)部共有水力發(fā)電機組3臺，單機容量2萬KW，總?cè)萘繛?萬KW，年均發(fā)電量為2.6億KW*h。該水輪發(fā)電機組電力能源傳輸為4回110KV、3回35KV、1回10.5KV的綜合輸電線路，是該區(qū)域內(nèi)主要清潔綠色電力能源聯(lián)絡(luò)樞紐電站。

一、水輪發(fā)電機組常見檢修工藝

水輪發(fā)電機組的檢修貫徹“預(yù)防為主、計劃檢修與狀態(tài)檢修相結(jié)合”的方針，做到“應(yīng)修必修，修必修好”，使設(shè)備經(jīng)常處于良好狀態(tài)，提高設(shè)備的可靠性和利用率。

1、狀態(tài)檢修工藝

狀態(tài)檢修又可稱為診斷檢修，在實際應(yīng)用中需要利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，對水輪發(fā)電機組常規(guī)運行參數(shù)進(jìn)行整合分析，以便及時發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機組運行的故障及風(fēng)險。如在轉(zhuǎn)輪檢修過程中，只有依據(jù)其常規(guī)運行階段的氣蝕、磨損、裂紋等數(shù)據(jù)；止漏環(huán)的損壞程度，才能確定具體明確的葉片修復(fù)措施。

2、定期檢修措施

水輪發(fā)電機組定期檢修主要是以發(fā)電機組運行風(fēng)險故障發(fā)生頻率為依據(jù)，確定檢修間隔。一般來說，水輪發(fā)電機組定期檢修時間常處于枯水季節(jié)，其在實際檢修過程中可以針對較隱蔽的風(fēng)險進(jìn)行全面檢測，如流道水工建筑物損壞情況；上冠、下環(huán)、葉片的氣蝕磨損程度等。

二、水輪發(fā)電機組技術(shù)改進(jìn)措施

1、現(xiàn)有水輪發(fā)電機檢修工藝改造

由于水輪發(fā)電機組運行階段與發(fā)電機技術(shù)發(fā)展階段具有一定的差異，而水輪機是水電廠將水輪轉(zhuǎn)換為機械能的重要設(shè)備，水輪機在水輪發(fā)電機組中處于重要位置，因此水輪機實際運行效率直接影響了整體水輪發(fā)電機組運行效率。有的水輪機出現(xiàn)了高效區(qū)域小、振動區(qū)域大、空化性能差等問題。水輪機的選型造型技術(shù)改進(jìn)難度大、內(nèi)部影響因素較多的特點，這就導(dǎo)致水輪發(fā)電機組在實際增容改進(jìn)環(huán)節(jié)中的不利影響因素較多。常用的方法有：增減導(dǎo)葉數(shù)量、切割轉(zhuǎn)輪葉片出水邊、改變轉(zhuǎn)輪上冠下環(huán)的曲線、直至更換新的轉(zhuǎn)輪。在實際水輪機改進(jìn)過程中，技術(shù)改進(jìn)人員應(yīng)將水輪機的轉(zhuǎn)輪改進(jìn)作為主要工作施行。采用三維粘性流動數(shù)值模擬，科學(xué)合理地確定轉(zhuǎn)輪葉片的切割量，最終達(dá)到增容目的。在這個基礎(chǔ)上逐步對水輪發(fā)電機組其他相關(guān)輔助設(shè)備、調(diào)速器、水工金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。結(jié)合技術(shù)改造前后運行性能進(jìn)行檢測分析，保證水輪發(fā)電機組穩(wěn)定運行。為了避免水輪發(fā)電機組檢修期間抱緊力對軸承體的不利影響，可在中心抱軸前期，逐一測量水輪發(fā)電機主軸表層與軸承體間距離，并進(jìn)行具體的數(shù)值對比，保證距離準(zhǔn)確，從而保證檢修工藝達(dá)標(biāo)，做到“修必修好”提高出力的目的。

2、轉(zhuǎn)輪檢修工藝技術(shù)改造

在前期轉(zhuǎn)輪檢修工藝實施的基礎(chǔ)上，可根據(jù)轉(zhuǎn)輪氣蝕、磨損嚴(yán)重、焊補、打磨輪葉等級區(qū)別對待，進(jìn)行一次中修措施，即專門針對水輪機氣蝕、磨損問題，進(jìn)行現(xiàn)場補焊、磨光、環(huán)氧金剛砂抗磨涂料涂抹等措施。依據(jù)中修數(shù)據(jù)，進(jìn)行磨蝕檢修方案的優(yōu)化設(shè)置，如消耗焊條數(shù)量、修補工期、檢修工藝要求等。在具體的轉(zhuǎn)輪檢修工藝實施時，首先需要對轉(zhuǎn)輪葉片空蝕區(qū)深度及面積數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析，必要情況下可對關(guān)鍵空蝕位置進(jìn)行攝像并標(biāo)記[1]。其次在大型檢修期間，可對轉(zhuǎn)輪葉片底部采用超聲波探傷或熒光探傷的措施，確定相應(yīng)轉(zhuǎn)輪葉片裂紋風(fēng)險因素及具體裂紋位置、裂紋大小；以便為后期轉(zhuǎn)輪葉片裂紋風(fēng)險處理方案的制定提供依據(jù)。為了避免轉(zhuǎn)輪葉片裂紋進(jìn)一步惡化，可在裂紋兩端進(jìn)行止裂孔的設(shè)置，并采用電弧氣刨等設(shè)備在轉(zhuǎn)輪葉片裂紋生長方向進(jìn)行坡口開設(shè)，一般裂紋開設(shè)坡口為52-56°之間。經(jīng)過局部預(yù)熱采用奧氏體焊條和堆式焊條進(jìn)行堆焊處理，做好保溫措施；打磨時要求表面光潔、過度自然符合線型要求；最后在電弧氣刨出坡口完畢后，可采用砂輪等設(shè)備沿著砂輪開坡口蔓延方向進(jìn)行打磨清洗措施，最好選用先做樣板，再按樣板進(jìn)行打磨。在這期間可選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼焊條進(jìn)行補焊措施，同時根據(jù)堆焊層數(shù)進(jìn)行錘子敲擊頻率的規(guī)劃，以便最大程度控制轉(zhuǎn)輪葉片焊接應(yīng)力，對面積較大深度較淺，可采用噴焊合金粉的工藝進(jìn)行修復(fù)，即制成一些很細(xì)的金屬粉末，利用氣焊的火焰將其融化并噴在轉(zhuǎn)輪表面，實際上是讓轉(zhuǎn)輪穿上一件硬質(zhì)的合金鎧甲。從而保證轉(zhuǎn)輪質(zhì)量要求，達(dá)到提高轉(zhuǎn)輪出力的目的。

3、葉片磨蝕檢修技術(shù)改造

在現(xiàn)階段水輪發(fā)電機組工藝運行過程中，由于水輪發(fā)電機組水輪機轉(zhuǎn)輪葉片修復(fù)具有工期要求緊、修復(fù)技術(shù)要求高的特點，且實際現(xiàn)場修復(fù)作業(yè)環(huán)境較惡劣，導(dǎo)致現(xiàn)階段水輪機葉片檢修實際效率不高，于是必須對水輪機轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行無損檢測。如在水輪機葉片間隙空蝕處理期間，雖然葉片抗抹涂層可以有效保證葉片穩(wěn)定運行，但是隨著水輪機組的運行，葉片表層涂料脫落速率也逐漸增加，針對這種情況，在水輪發(fā)電機組葉片檢修期間，可在常規(guī)噴砂修補的基礎(chǔ)上，進(jìn)行氣蝕裙邊設(shè)置，以便控制葉片本體翼型空蝕問題[2]。還可以采用滲透探傷來檢測葉片受損情況，能很好地檢測出裂紋受損、開裂等危險性較大的缺陷，然后在層層跟蹤清除裂紋，這樣可以徹底清除葉片根部的裂紋。此外，由于水輪機葉片氣蝕空隙較小，為了保證氣蝕裙邊運行效果，水輪機檢修人員可在氣蝕裙邊設(shè)置前期，進(jìn)行軸承調(diào)整作業(yè)。即在水輪發(fā)電機組推力受力一定后，可在相應(yīng)位置進(jìn)行導(dǎo)軸承安裝調(diào)整。導(dǎo)軸承調(diào)整氣蝕間隙主要針對整個水輪機轉(zhuǎn)動核心，如水輪機止漏環(huán)、發(fā)電機主軸承等。在具體導(dǎo)軸承間隙調(diào)整環(huán)節(jié)，應(yīng)依據(jù)前期水輪機設(shè)置要求及主軸承位置、擺盤運行頻率，在先調(diào)整水導(dǎo)再調(diào)整導(dǎo)軸承的原則，促使水輪機軸承雙側(cè)間隙與標(biāo)準(zhǔn)值相符，達(dá)到檢修目的。

總結(jié)：

綜上所述，在水輪發(fā)電機組運行過程中，由于各種風(fēng)險因素的存在，對水輪發(fā)電機組運行檢修效率造成了一定不利影響。因此，在以往水輪發(fā)電機組定期、狀態(tài)檢修模式運行的基礎(chǔ)上，水輪發(fā)電機組檢修人員應(yīng)根據(jù)實際情況，結(jié)合水輪機的轉(zhuǎn)輪、上冠、下環(huán)、轉(zhuǎn)輪葉片等不同構(gòu)件運行特點，合理進(jìn)行檢修技術(shù)改進(jìn)。保證整體水輪發(fā)電機組運行檢修效率，為區(qū)域電力資源供應(yīng)效率的提升提供依據(jù)。