抽水蓄能電站機(jī)組導(dǎo)葉間隙影響因素分析及調(diào)整分配

石天磊 劉軻 周志文

摘要：活動導(dǎo)葉在抽水蓄能電站機(jī)組中扮演著重要的角色，本質(zhì)上它是一個用于水流控制的導(dǎo)水零件，具備水流量調(diào)控及停機(jī)阻斷水流的功能。導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動靈活性及水輪機(jī)停機(jī)時漏水量大小的控制都與導(dǎo)葉間隙密切相關(guān)，包括立面和端面間隙。文中將主要介紹這2個間隙的調(diào)整工藝，并對其影響因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)葉；端面間隙；立面間隙；影響因素；調(diào)整分配

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6487 （2018） 01-0008-02

0 引言

結(jié)合作者近幾年在抽水蓄能電站的工作經(jīng)驗來看，頂蓋抗磨板平面和導(dǎo)葉上端面在調(diào)試和機(jī)組的正式運(yùn)行中經(jīng)常容易發(fā)生刮擦，這給電站機(jī)組的正常運(yùn)行造成了重大的障礙，為了保證機(jī)組的運(yùn)行效率和質(zhì)量，分析導(dǎo)葉間隙的影響因素和如何對其間隙的調(diào)整分配是十分有必要的。

1 抽水蓄能電站機(jī)組導(dǎo)葉間隙概念

機(jī)組導(dǎo)葉間隙的大小不僅是導(dǎo)葉正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證，它也能夠?qū)λ啓C(jī)停機(jī)時的漏水量進(jìn)行檢測。導(dǎo)葉間隙包括兩種間隙，分別是端面間隙和立面間隙。所謂的端面間隙就是指導(dǎo)葉瓣體的端面與頂蓋以及底環(huán)過流面之間的間隙。端面間隙越小，導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動越靈活[1]。而所謂的立面間隙則是指相鄰的兩個導(dǎo)葉之間的間隙。若立面間隙控制得當(dāng)，就能夠使進(jìn)入水輪機(jī)的水量分布均勻。

2 機(jī)組導(dǎo)葉間隙影響因素分析及調(diào)整分配

2.1 端面間隙的影響因素

（1）裝配尺寸。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配示意圖如圖1所示，對其尺寸鏈的分析中可以看出，底環(huán)定位面與座環(huán)配合的頂蓋間距離長度，頂蓋、底環(huán)定位面分別到上、下抗磨板的高度，導(dǎo)葉瓣體高度都是端面間隙的影響因素。

（2）加工準(zhǔn)確度。重要設(shè)備的加工準(zhǔn)確度對于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)來說十分重要，如果準(zhǔn)確度較低，導(dǎo)葉端面的間隙就會層次不齊，例如活動導(dǎo)葉的端面間隙會受到頂蓋和底環(huán)加工值的直接影響，另外，頂蓋、底環(huán)和座環(huán)的配合面會因受到打磨精度的影響而出現(xiàn)一定程度的波浪度等瑕疵。

（3）其它因素。除了上面分析的裝配尺寸和加工準(zhǔn)確度會影響到端面間隙以外，還有一些其它不確定的因素，如底環(huán)導(dǎo)葉的軸孔和頂蓋不同心，會使軸套和軸頸之間有過大的間隙，在安裝后導(dǎo)葉的軸線會有一定的傾斜；導(dǎo)葉端面間隙會隨著頂蓋、導(dǎo)葉等在加工時的測量誤差而有所影響；此外運(yùn)行環(huán)境的溫度和濕度等也會對端面間隙也會存在影響[2]。

2.2端面間隙的調(diào)配

通過對江西洪屏抽水蓄能有限公司的實地測量結(jié)果顯示，當(dāng)我們在使用高水頭混流式水輪機(jī)一段時間后，導(dǎo)葉的端面間隙會隨著使用時間而略有增加。間隙一旦增大，不但會出現(xiàn)容積損失的現(xiàn)象，而且更糟糕的是會很大程度上降低機(jī)組的運(yùn)行效率。比如導(dǎo)水機(jī)構(gòu)會頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會在關(guān)閉導(dǎo)葉后，機(jī)組的轉(zhuǎn)速一直無法下降，從而導(dǎo)致機(jī)組無法停機(jī)。所以，對導(dǎo)葉端面間隙進(jìn)行調(diào)配應(yīng)該引起我們足夠的重視。

例如導(dǎo)葉總端面間隙在江西洪屏抽水蓄能有限公司要求為（0.80±0.12）mm，并要求平均分配上下端面間隙，即為（0.40±0.06）mm，如圖2。應(yīng)使用整體定位和實測配墊法相結(jié)合的方式去對導(dǎo)葉端面間隙進(jìn)行調(diào)配，在實際操作中，我們先連接端蓋、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉臂和止推塊，把這4個部分組成一個整體，然后在調(diào)配導(dǎo)葉端面間隙時，用導(dǎo)葉和端蓋之間加裝的墊片來操作。

這種調(diào)配工藝省略了尺寸鏈，易操作，且可以在最大程度上保證精度，效率高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合調(diào)配本電站某機(jī)組2號導(dǎo)葉端面間隙說明，首先下端面和下抗磨板之間受導(dǎo)葉自重的作用而達(dá)到充分磨合，這使下端面的間隙變成了0，此時上端面的間隙經(jīng)測量是3. 68 mm，以此算出需加裝的墊片厚度3.68-0.4x 2=2.88mm。因為在實際操作中墊片間還存在彈性收縮的情況，所以在理論數(shù)值2.88mm的基礎(chǔ)上還可預(yù)加0.12mm的配墊[3]。連接止推塊和導(dǎo)葉臂后，加墊約3.00mm的墊塊在端蓋和活動導(dǎo)葉之間，然后活動導(dǎo)葉通過調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)節(jié)上下端面的間隙，最終使其達(dá)到設(shè)計要求。

2.3立面間隙的影響因素

立面間隙的影響因素主要有以下幾個方面：要想靈活轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉，就必須要合理配置導(dǎo)葉軸頸與軸套之間的間隙，確保不因間隙過大而發(fā)生導(dǎo)葉傾斜現(xiàn)象；頂蓋以及底環(huán)加工和裝配之間所形成的軸孔心度大小也會在一定程度上使導(dǎo)葉發(fā)生傾斜，影響立面間隙；導(dǎo)葉軸線若是與其進(jìn)水邊的金屬密封不能保持平行，也會使立面間隙增大[4]。

2.4立面間隙的調(diào)配

一般來講，當(dāng)關(guān)閉導(dǎo)水機(jī)構(gòu)時，必須要嚴(yán)格密封兩個相鄰的導(dǎo)葉，此時，立面間隙的數(shù)值通常為零且局部的間隙大小低于初始值。過大的間隙會在機(jī)組停機(jī)時加重漏水量，在一定程度上也會使間隙空化。

目前，我國有些抽水蓄能電站在對導(dǎo)葉立面間隙進(jìn)行調(diào)整時都會運(yùn)用捆綁法。捆綁法的具體操作原理是關(guān)閉所有的機(jī)組導(dǎo)葉，在此基礎(chǔ)之上，再分別對導(dǎo)葉的立面間隙進(jìn)行分配，這種方法步驟簡單，易于操作，具有很強(qiáng)的實用性。具體操作如下：（1）首先確保導(dǎo)葉處于基本全關(guān)的狀態(tài)，此時，使用鋼絲繩和導(dǎo)鏈等物體將導(dǎo)葉捆綁住，但不要徹底綁住，從而利用導(dǎo)鏈對鋼絲繩進(jìn)行漸漸收緊，最后束緊所有的機(jī)組導(dǎo)葉。完成這一步之后，對其立面間隙C進(jìn)行嚴(yán)格檢查，主要檢查的部位包括高點(diǎn)、中點(diǎn)和低點(diǎn)，如圖3所示； （2）使用固定孔距的雙連板裝置來連接控制環(huán)和導(dǎo)葉臂。其中，將偏心銷用于控制環(huán)一端，將圓柱銷用于導(dǎo)葉臂一端，且調(diào)整偏心銷角度至全關(guān)狀態(tài)； （3）調(diào)整接力器活塞至全關(guān)位置，之后再將其后調(diào)大約3%并鎖死； （4）將連接板作為連接控制環(huán)和接力器的中介，并將銷釘?shù)奈恢眠M(jìn)行固定。此外，要確保接力器沒有產(chǎn)生任何的位置移動； （5）將鋼絲繩解開，并將接力器向啟動方向轉(zhuǎn)動，之后再全部關(guān)閉，反復(fù)對該動作進(jìn)行重復(fù)以檢測導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動的靈活度以及能否達(dá)到開度均勻，從而符合最初的設(shè)計要求。同時也要確保導(dǎo)葉全關(guān)后，立面間隙的大小符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；（6）若某一個機(jī)組導(dǎo)葉的立面間隙過大，可以通過對偏心銷進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)來縮小間隙大小[5]。除此之外，還要對導(dǎo)葉臂以及連接板的各個部位實行嚴(yán)格的檢查，看其是否符合實際要求。完成這些步驟之后，再使用塞尺對導(dǎo)葉的立面間隙進(jìn)行最后的檢查。若大部分的間隙數(shù)值為零，只有局部數(shù)值為0.05mm且每個相鄰導(dǎo)葉之間的立面間隙長度都低于導(dǎo)葉的高度，則符合設(shè)計要求。

3 結(jié)束語

當(dāng)前，我國興建了許多抽水蓄能電站且一直處于高速發(fā)展階段，機(jī)組導(dǎo)葉作為蓄能電站的一個重要組成部分，其間隙大小對整個電站的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的保障作用，因此必須要嚴(yán)格對導(dǎo)葉的端面間隙和立面間隙進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整分配，查明在運(yùn)行過程中影Ⅱ向間隙大小的因素，這樣才能在最大程度上降低檢修工作量，減少成本支出，從而更好地發(fā)揮抽水蓄能電站的發(fā)電作用，進(jìn)而為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供電力保障和支撐。

參考文獻(xiàn)

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