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1、东方红三级电站顶盖偏心处理何 勇（云南文山电力股份有限公司小河沟发电分公司 云南文山 663000）摘要： 东方红三级电站机电安装过程中,在水轮机导水机构预装时,发现顶盖上的导叶分布圆与上部固定止漏环不同心。通过对顶盖的车修处理后消除了偏心缺陷。关键词：东方红三级电站 安装 导水机构 顶盖 偏心 处理1 概述东方红三级电站（现更名为东方红四级电站，以下仍称东方红三级电站）位于云南省文山县盘龙河上，该电站装机容量为1x12.5MW，是原东方红三级电站被自然崖崩摧毁后的恢复重建工程。由于属灾后恢复重建工程，建设工期紧，任务重，这给设备制造和安装单位都带来了巨大的困难和挑战，在安装过程中出现了许多预
2、想不到的困难。特别是水轮机导水机构进行预装时，发现顶盖上的导叶分布圆与上部固定止漏环不同心，以至造成了安装工作的中断，经过充分的分析，确定了消除设备缺陷的处理方案，并及时、成功的进行了实施，确保电站按原计划建成发电。2 导水机构的预装及问题的发现2003年5月,机电安装人员开始进行水轮机导水机构预装。水轮机导水机构安装的主要技术要求有：（1）底环，顶盖的中心应与机组垂直中心重合；（2）每块导叶上下轴承孔应同心；（3）导叶端面、立面间隙符合要求；（4）导水机构传动部分的工作应灵活可靠；（5）底环、顶盖应平行，其（X、Y）剖线应与机组的（X、Y）剖线一致。东方红三级电站导水机构为径向式结构，预装前
3、根据以上水轮机导水机构安装的基本技术要求,对座环圆度、水平和安装高程都做了复测,对顶盖与座环、底环与座环都进行了清理组合,并且检查了底环与顶盖的圆度以及主要配合尺寸,活动导叶配合高度,活动导叶上下轴颈与其配合的轴承内径尺寸等都无异常。预装前的准备工作结束后，吊入底环，以座环中心为基准，采用钢琴线与外径千分尺配合，对底环中心和水平进行测量、调整合格后，打紧固定螺栓对底环定位。然后按编号装配顶盖、导叶套筒。经检查，此时在自由状态下全部活动导叶都能灵活转动。最后以下部固定止漏环（即底环）中心为基准，挂出中心钢琴线，用同样的方法测量上部固定止漏环（即顶盖）中心和圆度，调整顶盖的中心位置，使其中心偏差不
4、超过设计标准（即各半径与平均半径之差不超过止漏环间隙的10%）。顶盖中心测量参数参见图1。待水轮机导水机构中心确定，并且全部预装完毕后，检查活动导叶，发现只有4块能灵活转动，其余12块都存在不同程度的蹩劲，有的甚至被卡死而不能转动。3 活动导叶不能灵活转动的情况分析 针对大多数活动导叶不能灵活转动的实际情况，主要从以下几个方面分析了造成 表1 活动导叶端面间隙测量值（单位：mm 上端面下端面大头小头大头小头10.500.3000.2020.500.3000.2530.400.0500.4540.3000.200.5050.400.300.150.2560.400.500.100.0570.30
5、0.500.20080.250.400.200.0590.200.500.2001000.200.400.15110.300.450.150120.400.500.150130.300.400.200.25140.450.450.050.15150.100.200.350.30160.450.150.050.30活动导叶不能灵活转动的原因：（1） 活动导叶上、中、下轴套安装不当或轴承与轴领配合过紧，从而造成轴套与轴领“抱死”。 但是在自由状态下导叶能够自如转动，同时经过对导水机构分解检查，均没发现异常，排除了这种可能。（2）顶盖与座环接合面不紧密或存在不均匀间隙导致顶盖与底环不平行，以至活动导
6、叶被“卡死”而不能转动。为了证实这种可能性，我们用0.05mm的塞尺检查顶盖与座环的结合缝，不能通过，然后我们又用内径千分尺测量底环与顶盖之间的间距（测量数据见图2）。前面已经介绍过顶盖和底环的水平都已确定，参照图2的测量结果，可以判断顶盖与底环是平行的，所以这种情况也可以排除。（3）顶盖与底环导叶轴孔分布圆的同心度不合格。用塞尺测量导叶上下端面间隙，测量方法参数如图3所示，表1为所测量的导叶端面间隙值，从表中参数可以判断出其总间隙没有超过设计规定值，也没有小于设计间隙的70%的规程规定。活动导叶与顶盖及底环间总间隙能满足设计要求。但是，参照表1的测量参数进行顶盖与底环导叶轴孔分布圆的同心度的
7、调整时，无论是对顶盖进行平移还是进行周向旋转总有多块导叶端面间隙不能满足规程要求，而且大多数导叶仍不能转动。根据导叶端面间隙测量值（见表1）可以看出大多数活动导叶的大、小头端面间隙都不均匀，而底环和顶盖的水平已确定且二者是相互平行的，可以判断大多数活动导叶都是倾斜的。前面已经提到，顶盖在自由状态（即没有对顶盖找中心）时，全部活动导叶都能灵活转动。而活动导叶不能转动是在对上部固定止漏环（即顶盖）找中心后才发生的。这样就带来了一个问题，当上下固定止漏环（即顶盖与底环）同心后顶盖上的导叶分布圆与底环就不同心，活动导叶上下轴承孔的同轴度就不能满足要求活动导叶就不能转动。而当活动导叶上下轴衬孔的同轴度满
8、足要求时，顶盖与底环又不同心了。所以，引起活动导叶不能转动的根本原因，应该是上部固定止漏环与顶盖上的导叶分布圆不同心，在对顶盖找正过程中移动顶盖时，导叶也被强行移动，造成导叶倾倒，以至蹩颈而不能转动。通过上面的分析，得出的结论是：造成活动导叶不能转动的根本原因是制造厂在导水机构加工时，未能达到设计要求，造成了顶盖上的导叶分布圆与上部固定止漏环不同心，即顶盖是偏心的。4 顶盖偏心的处理由前面的分析判断，活动导叶不能转动的原因是顶盖上的导叶分布圆与上部固定止漏环不同心，而导致顶盖偏心的根本原因是制造厂在导水机构加工时，未能达到设计要求。问题处理的关键就是如何消除顶盖偏心的问题。经过与制造厂协商，最
9、终采取偏心车修上部固定止漏环使之与导叶分布圆同心。从而达到了消除顶盖偏心的缺陷。具体的处理方法如下：（1） 将活动导叶，套筒，顶盖全部吊装就位，全部导叶能灵活转动时（即顶盖处于自由状态位置时）测量顶盖与底环的相对中心参数，见图4。（2） 根据预装测量结果，在顶盖上做出偏心位置标记，见图5所示。（3） 按止漏环实测偏心值（见图4），车修顶盖上部固定止漏环1445mm至1445.6mm。2003年6月7日，安装人员将顶盖送到东方红发电厂机加工车间进行车修（车修具体尺寸见图5）。车修当天就将顶盖返工地进行导水机构预装。调整顶盖上部固定止漏环与底环同心后全部活动导叶都能灵活转动。顶盖偏心问题得到了彻底
10、的解决。2003年8月21日东方红三级电站顺利并网发电。5 对机组运行可能造成的影响由于顶盖车修处理后上部固定止漏环与水轮机工作轮之间的间隙增大，超过了设计值，有可能对机组的安全，稳定运行可能会产生一定的影响。（1） 顶盖与转轮单边间隙增大了0.30mm,容积损失也就相应地增加，从而使通过水轮机转轮叶片的有效工作流量减少，有可能导致水轮发电机的出力不足或下降。（2） 转轮上腔水压上升为0.04Mpa可能会导致轴向水推力增加，也可能会引起推力轴承温度的不正常上升。由于间隙增加，将导致漏水量增加以及漏水流速的增加，以至加剧转轮的汽蚀以及泥砂磨损的速度，最终导致机组检修周期的缩短。同时，主轴密封负荷也相应的增加。6 结语东方红三级电站已经运行了两年多，就这两年的运行情况来看，还没有发现什么大的问题，机组的运行工况基本稳定。当然，要彻底解决间隙增加造成的潜在影响，可以待机组大修更换上部固定止漏环时，重新车修止漏环内径恢复至1445mm，以便机组在最优工况运行。参考文献：1沈 东 水力机组故障分析 中国水利电力出版社，1996 2于兰阶 水轮发电机的安装与检修 中国水利电力出版社，1995 3季盛林 水轮机 中国水利电力出版社，1986 4
东方红三级电站顶盖偏心处理
