淺析燈泡貫流式機組彎曲連桿彎曲處理

張現(xiàn)海，袁 慶，邢維銘

（四川華能嘉陵江水電有限責(zé)任公司，四川 南充 637000）

1 引言

青居水電站系嘉陵江蒼溪至合川段水電開發(fā)十三級規(guī)劃中的第十個梯級，位于四川省南充市高坪區(qū)青居鎮(zhèn)，距南充市約17 km，上游接小龍門水電站，下游與東西關(guān)水電站相連。電站裝有4臺燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，單機容量為34 MW，水輪機型號 GZ（B14）-WP-615，總裝機為 136 MW，設(shè)計額定水頭11 m，額定轉(zhuǎn)速為93.75 r/min。2004年5月28日首臺機組投運，2005年5月份4臺機組全部投產(chǎn)。主機設(shè)備東芝水電設(shè)備（杭州）有限公司生產(chǎn)。本文介紹了青居電站3 F機組在運行過程中，彎曲連桿彎曲事件的原因分析及處理方法，希望對從事類似設(shè)備運行和檢修的人員提供參考。青居水電站水輪發(fā)電機組剖面圖如圖1所示。

圖1 青居水電站水輪發(fā)電機組剖面圖

2 事件回顧

2018年7月22日24：00青居電站3 F機組在計劃停機過程中，上位機發(fā)出8號彎曲連桿彎曲信號器報警。機組正常停機后，運行人員現(xiàn)場外觀檢查發(fā)現(xiàn)8號彎曲連桿與信號器偏離10 mm左右（正常情況下信號器與彎曲連桿之間沒有間隙），8號彎曲連桿明顯彎曲。其他15個彎曲連桿經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常。隨后運行人員通知站長組織相關(guān)技術(shù)人員分析事件原因。（導(dǎo)水機構(gòu)正下方）如圖2所示。

圖2

3 原因分析

7月23日，由運維部、生產(chǎn)技術(shù)部等相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行了詳細(xì)查看，-Y向8號彎曲連桿明顯彎曲。青居電站導(dǎo)水機構(gòu)安全裝置采用的是彎曲連桿，導(dǎo)葉在動作過程中彎曲連桿有足夠強度帶動導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動，但當(dāng)導(dǎo)葉間有異物卡住時，或?qū)~軸和導(dǎo)葉臂不能正常轉(zhuǎn)動時，控制環(huán)推動彎曲連桿帶動導(dǎo)葉臂轉(zhuǎn)動，對彎曲連桿操作推力，該操作推力大于正常操作力1.5倍時，彎曲連桿將會產(chǎn)生彎曲，其他導(dǎo)葉仍可正常轉(zhuǎn)動，機械部件起到保護作用，避免事故擴大。分析認(rèn)為：若導(dǎo)葉臂與導(dǎo)葉軸之間發(fā)生卡阻情況，而引起的彎曲連桿彎曲，則在彎曲連桿不正常的推力作用下，導(dǎo)葉軸與導(dǎo)葉拐臂之間因發(fā)卡而非正常轉(zhuǎn)動，必將導(dǎo)致導(dǎo)葉軸與導(dǎo)葉拐臂之間的密封受損而漏水，同時因為導(dǎo)葉與導(dǎo)葉臂之間的發(fā)卡而產(chǎn)生鐵削，但從現(xiàn)場外觀檢查來看，8號導(dǎo)葉拐臂處既沒有漏水也沒有發(fā)現(xiàn)鐵削?？梢耘懦龑?dǎo)葉與導(dǎo)葉軸之間轉(zhuǎn)動發(fā)卡引起的彎曲連桿彎曲的原因。發(fā)生彎曲連桿彎曲的8號處于導(dǎo)水機構(gòu)的下部，分析認(rèn)為：流道進(jìn)口攔污柵在進(jìn)行提起清渣時，附著在攔污柵上的樹棒可能脫落水中進(jìn)入流道，同時也發(fā)現(xiàn)前池攔污柵柵條有損壞，攔污柵有80 cm×100 cm孔洞（見圖 3）。

圖3

這使前池漂浮的樹棒進(jìn)入流道增加了可能，在機組停機導(dǎo)葉關(guān)閉過程中有樹木棒卡在導(dǎo)葉之間，在導(dǎo)葉關(guān)閉時使彎曲連桿造成彎曲，應(yīng)該是該次事件的主要原因。同時彎曲連桿彎曲的部位在最下部，也符合較大、較重的樹棒在流道中運動的規(guī)律，也可以說明導(dǎo)葉之間發(fā)生了異物卡塞。

4 事件處理經(jīng)過及檢查試驗

4.1 導(dǎo)葉之間異物清除

通過對事件的原因分析，基本認(rèn)定導(dǎo)葉關(guān)閉后導(dǎo)葉立面間隙之間卡有異物（導(dǎo)葉斷面間隙約1 mm左右，不易發(fā)生大的或硬的漂浮異物卡塞）。僅對發(fā)生的彎曲連桿彎曲更換工作比較容易，但更換彎曲連桿后導(dǎo)葉之間的異物不能清除掉，導(dǎo)葉立面間隙不能準(zhǔn)確掌握，因此決定落門排除流道水，進(jìn)入流道徹底清除導(dǎo)葉之間的異物，檢查導(dǎo)葉間隙，使事件得到更好處理。

流道排水至無壓后，打開流道進(jìn)人門，工作人員按照密閉空間作業(yè)要求，符合條件后，開始對流道進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)8～9號導(dǎo)葉立面間夾有樹干及雜物，導(dǎo)葉立面間隙大約15 cm左右沒有關(guān)閉到位；打開導(dǎo)葉清除8～9號導(dǎo)葉立面間夾有的樹干及雜物，同時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉前部還有較多的雜物其中最大樹干直徑約50 cm，最長約3 m。

對大的樹木采取分解處置，并將所有異物清除出流道后，開始進(jìn)行彎曲連桿更換工作。

4.2 彎曲連桿更換

燈泡貫流式機組的重錘，在機組事故低油壓或事故停機時，泄壓閥組動作，在調(diào)速器對導(dǎo)葉不起操作作用的情況下，重錘可以將導(dǎo)水機構(gòu)導(dǎo)葉關(guān)閉。機組在安裝或大修完成后，導(dǎo)葉立面之間存在一定的預(yù)緊力，即接力器的壓緊行程，目前8號彎曲連桿已經(jīng)彎曲，其與相鄰導(dǎo)葉立面之間沒有了預(yù)緊力，但由于彎曲連桿之間的直線長度變短，若要更換新的彎曲連桿，需要手動（自動也可）操作調(diào)速器將導(dǎo)葉打開一個開度，使彎曲連桿在自由狀態(tài)下，方能方便更換新的彎曲連桿。導(dǎo)葉打開一個小開度（如打開5%左右），做好關(guān)閉調(diào)速器主油閥，由于重錘的作用及接力器兩腔之間串油（不串油是理論狀態(tài)），導(dǎo)葉會有關(guān)閉趨勢，影響施工人員更換彎曲連桿的工作安全。可以采取兩種措施保證施工安全，①導(dǎo)葉打開一小開度后在接力器一側(cè)加一個合適的鐵墊，防止重錘關(guān)閉導(dǎo)葉；②在導(dǎo)葉打開一小開度后，利用吊車將重錘吊起，鎖住重錘。本次現(xiàn)場處理彎曲連桿采取安全措施是第二種方式，如圖4所示。

圖4

在其他安全措施完成后，拆除8號已彎曲的彎曲連桿，更換新的彎曲連桿。

4.3 彎曲連桿恢復(fù)后的檢查試驗

彎曲連桿恢復(fù)后的檢查試驗見表1。

表1 3 F機組導(dǎo)葉立面間隙測量數(shù)據(jù)及結(jié)論

關(guān)閉流道進(jìn)人門，流道充水及提檢修門，檢查3 F機組無潛動情況。

做調(diào)速器擾動試驗及開、停機試驗均無異常，最后機組開機并網(wǎng)運行，機組運行正常。

開機前、后數(shù)據(jù)記錄如表2。

表2 檢修前后數(shù)據(jù)對比

5 結(jié)論

本次8號彎曲連桿彎曲事件由導(dǎo)葉之間夾渣引起，停機過程中出現(xiàn)的報警信號均與彎曲連桿彎曲有關(guān)，屬正常報警信號。

發(fā)生彎曲連桿彎曲事件后，應(yīng)認(rèn)真分析原因，不建議在原因不明時，重復(fù)操作導(dǎo)葉，那樣將會加大導(dǎo)水機構(gòu)其他部件損壞程度，增大處理事件的難度。

6 結(jié)束語

本次消缺考慮發(fā)電要求，僅更換已彎曲連桿，未徹底解體檢查套筒、拐臂以及其他彎曲連桿是否存在細(xì)微變形，但這次事件的處理從 最開始的原因分析，到中間對流道雜物的分解清理及更換彎曲連桿等一系列的處理過程，所采取的方式、方法、處理順序，再到最后機組并網(wǎng)運行，無疑是成功的，也大大縮短了此次缺陷處理的時間；同時對行業(yè)貫流式機組出現(xiàn)類似事件具有借鑒意義。