東西關(guān)水電站3F機(jī)組潛動原因淺析

摘要：東西關(guān)水電站共安裝4臺軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，其中3F機(jī)組停機(jī)時風(fēng)閘自動加閘超時，機(jī)組出現(xiàn)潛動，針對此情況，項目部在3F機(jī)組C修時對導(dǎo)葉間隙和控制環(huán)中心、連桿長度等設(shè)備重新進(jìn)行測量和檢修，以求找到解決3F機(jī)組潛動問題的根源，為其他電站遇到類似問題進(jìn)行處理提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：3F機(jī)組潛動;導(dǎo)葉間隙調(diào)整;叉頭連桿調(diào)整

1 概述

2021年3月3日，東西關(guān)電站3F機(jī)組停機(jī)時風(fēng)閘自動加閘超時，現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)3F機(jī)組轉(zhuǎn)速降至22.7%，不繼續(xù)下降，此時導(dǎo)葉開度已關(guān)為0。手動投入風(fēng)閘后，轉(zhuǎn)速逐漸下降至0;停機(jī)完成后，將風(fēng)閘撤除，機(jī)組轉(zhuǎn)速再次上升，3分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)速上升至15%，隨即又手動投入風(fēng)閘將轉(zhuǎn)速降為0。針對3F機(jī)組出現(xiàn)潛動現(xiàn)象，項目部與業(yè)主單位開展研討，在機(jī)組C修期間，對機(jī)組導(dǎo)葉端面間隙和里面間隙進(jìn)行原始測量和重新調(diào)整，對水車室接力器壓緊行程、控制環(huán)中心、連桿的長度進(jìn)行修前和修后測量，反復(fù)調(diào)整和復(fù)測，以求消除3F機(jī)組潛動。

2 檢查過程

在3F機(jī)組C級檢修期間對導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查：發(fā)現(xiàn)部分導(dǎo)葉端面、立面間隙超出設(shè)計值，頂蓋抗磨板、底環(huán)抗磨板均存在一定的拉傷，控制環(huán)與拐臂的連桿長度存在較大的偏差;壓緊行程超標(biāo)，帶鎖定側(cè)壓緊行程10.75mm，不帶鎖定側(cè)壓緊行程11.5mm;部分導(dǎo)葉與連桿的圓柱銷受力大，不易拔出，具體數(shù)據(jù)如下：

壓緊行程值為6～9mm。

進(jìn)一步檢查控制環(huán)中心，導(dǎo)葉上中軸套磨損，拐臂圓錐銷松緊度，連桿圓錐銷間隙均未見異常。

3 原因分析及處理過程

3.1原因分析

（1）叉頭連桿長短不一，最大值775mm，最小743mm，其中有14個連桿與正常值760偏差較大，均在10～15mm之間;不能保證導(dǎo)葉整體圓度，導(dǎo)致導(dǎo)葉受力不均勻，在導(dǎo)葉動作過程中產(chǎn)生偏移，引起導(dǎo)葉立面間隙不均或變大。

（2）2#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#端面間隙較小或無間隙，部分導(dǎo)葉上下端面與頂蓋抗磨板、底環(huán)抗磨板存在拉痕、起瘤現(xiàn)象，也可能引起導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動過程中力矩過大，連桿受力過大發(fā)生彈性變形，造成導(dǎo)葉開、關(guān)位置與實際不同步等。

（3）與導(dǎo)葉臂同鉆鉸的Φ65定位圓柱銷配合不緊密;部分導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動過程中導(dǎo)葉臂與導(dǎo)葉不同步位移，造成部分導(dǎo)葉臂與導(dǎo)葉出現(xiàn)位置偏差，造成導(dǎo)葉全關(guān)位置與實際不符。（建議檢修期間對配合尺寸進(jìn)行全面檢查）

（4）其中8#、12#、14#、22#雙連桿叉頭與拐臂在開度（30%-35%）發(fā)生干涉，造成控制環(huán)非正常受力，底抗磨板、側(cè)抗磨板存在偏磨，運行不平穩(wěn)、偏心等，引起導(dǎo)葉開關(guān)過程中控制環(huán)中心不停發(fā)生變化，造成導(dǎo)葉間隙變大。

3.2處理措施

（1）根據(jù)測量數(shù)據(jù)對導(dǎo)葉端立面間隙進(jìn)行了調(diào)整。（2）檢查導(dǎo)葉上下抗磨板磨損情況，修磨抗磨板與導(dǎo)葉上下端接觸面高點及拉痕。（3）拔出48個連桿叉頭圓錐銷;更換24個連桿。（4）復(fù)查控制環(huán)中心合格后點焊牢固。（5）檢查部分導(dǎo)葉臂圓柱銷緊密情況，沒發(fā)現(xiàn)異常松動。（6）調(diào)整部分導(dǎo)葉端面間隙。（7）用鋼絲繩將導(dǎo)葉整體進(jìn)行捆綁，調(diào)整導(dǎo)葉立面間隙，測量整體圓度符合要求。具體處理過程如下：1）松開拐臂與連桿的銷子，用鋼絲繩和倒鏈對機(jī)組24個導(dǎo)葉進(jìn)行捆綁，對立面間隙進(jìn)行調(diào)整，將立面間隙調(diào)整為0mm;2）對雙連桿進(jìn)行更換，然后復(fù)測連桿長度，找出連桿長度偏差;3）對雙連桿叉頭與拐臂發(fā)生干涉部位進(jìn)行打磨處理，消除干擾導(dǎo)葉立面間隙的因素;4）復(fù)測導(dǎo)葉與底環(huán)外邊沿的最小值（導(dǎo)葉圓度）;5）復(fù)測控制環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)之間的間隙;6）打緊雙連桿和螺帽，復(fù)測導(dǎo)葉立面間隙、壓緊行程;7）焊接牢固拐臂與控制環(huán)小耳朵之間的雙連桿被帽;（8）建壓后測量接力器壓緊行程，帶液壓鎖錠側(cè)7.83mm，帶手動鎖錠側(cè)6.96mm，復(fù)測導(dǎo)葉端立面間隙，發(fā)現(xiàn)部分導(dǎo)葉立面間隙與建壓前數(shù)據(jù)相差較大。

4 修后數(shù)據(jù)分析

（1）分別在不帶壓狀態(tài)、帶壓狀態(tài)、泄壓狀態(tài)下測量連桿叉頭銷中間距離，未發(fā)現(xiàn)異常，連桿鎖緊螺母無松動，無彈性變形情況;可以確定連桿不存在強度不夠問題。

（2）回裝前預(yù)留接力器壓緊行程3mm，建壓后測量壓緊行程發(fā)現(xiàn)帶液壓鎖錠側(cè)壓緊行程7.83mm，帶手動鎖錠側(cè)壓緊行程6.96mm，均與預(yù)留值（8mm）偏差較大，可以確定部分導(dǎo)葉受力較大，存在彈性變形。

（3）建壓后，接力器動作前后導(dǎo)葉端間隙均有明顯變化，特別是立面間隙不僅總間隙變大，部分導(dǎo)葉間隙遠(yuǎn)超接力器動作前數(shù)值，意味著每次接力器動作過程中各個導(dǎo)葉受力不平衡或不同步。

5 總結(jié)及建議

2021年3F機(jī)組C修期間，對導(dǎo)葉立面間隙調(diào)整后，機(jī)組導(dǎo)葉漏水量減小，機(jī)組潛動得到改善。但要想徹底消除3F機(jī)組潛動，建議在大修期間，拆除導(dǎo)葉，徹底打磨處理導(dǎo)葉拉傷部位，更換控制環(huán)底、側(cè)抗磨板;處理導(dǎo)葉上部抗磨板和下部抗磨板拉傷部位，從而從根本上消除3F機(jī)組潛動。

現(xiàn)階段采取的措施為更改風(fēng)閘投入方式，機(jī)組停機(jī)后，自動投入風(fēng)閘制動。

參考文獻(xiàn)：

[1]水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范GB/T8564-2003

[2]東西關(guān)ZZD626-LH-640型水輪機(jī)安裝說明書

作者簡介：劉敏華（1981-），男，湖北棗陽人，工學(xué)學(xué)士，項目負(fù)責(zé)人，高級工程師，從事水電站機(jī)電設(shè)備安裝、機(jī)組檢修技術(shù)與管理工作。