燈泡貫流式機(jī)組水輪機(jī)槳葉同步性調(diào)整技術(shù)淺析

摘要：針對凌津?yàn)╇姀S某臺次水輪發(fā)電機(jī)組水導(dǎo)軸承部位振動超標(biāo)、影響機(jī)組運(yùn)行的問題，提出槳葉同步性調(diào)整方法。實(shí)踐證明，此方法對優(yōu)化機(jī)組動平衡、改善運(yùn)行工況具有積極影響。

關(guān)鍵詞：燈泡貫流式機(jī)組;槳葉同步性;槳葉轉(zhuǎn)角

0? ? 引言

凌津?yàn)╇姀S燈泡貫流式機(jī)組水輪機(jī)型號為GZA684-WP-690，額定出力30 MW，轉(zhuǎn)輪由四片漿葉、輪轂、泄水錐、漿葉密封裝置及漿葉操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成，轉(zhuǎn)輪長度為4.09 m，輪轂為球形，輪轂直徑為2 760 mm。

該廠某臺次機(jī)組水導(dǎo)軸承部位運(yùn)行振動值超標(biāo)，垂直、水平振動值達(dá)到200 μm，超出國家標(biāo)準(zhǔn)80 μm，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。該機(jī)組長期低負(fù)荷運(yùn)行，造成振動偏大的原因包括導(dǎo)葉開度不同或轉(zhuǎn)輪槳葉與轉(zhuǎn)輪室間隙不均勻造成的水力不均勻、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子空氣間隙不均勻造成的磁拉力不均勻、水導(dǎo)軸承瓦間隙偏大、轉(zhuǎn)輪槳葉同步性差等，本文將針對GZA684-WP-690型水輪機(jī)槳葉同步性超過設(shè)計(jì)值這一現(xiàn)象進(jìn)行分析處理。

1? ? 燈泡貫流式機(jī)組水輪機(jī)槳葉同步性調(diào)整思路和原理

1.1? ? 槳葉同步性偏差數(shù)據(jù)測量

水輪機(jī)大修期間，對轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)角及安放角進(jìn)行測量及核算，槳葉同步性超過設(shè)計(jì)值，最大偏差為1.3°，數(shù)據(jù)如表1所示，同樣開度狀況下，最小與最大開度偏差均大于原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（不超過±0.50°）的要求。全關(guān)狀況下1號槳葉開度最大，2號槳葉開度最小;全開狀況下3號槳葉開度最大，1號槳葉開度最小，需要通過調(diào)整處理使得4片槳葉轉(zhuǎn)角不超過±0.50°。

1.2? ? 槳葉同步性調(diào)整值理論計(jì)算

調(diào)整槳葉安放角方法為調(diào)整接力器油缸與拐臂耳柄之間墊片的厚度。目前4處墊片厚度均為4 mm，由于1號槳葉未達(dá) 達(dá)到理論全關(guān)位置，需增加墊片厚度。

根據(jù)槳葉轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)圖（圖1），槳葉在全開位置時(shí)，向開方向調(diào)整1°接力器油缸與拐臂耳柄間墊片厚度減小9.5 mm，調(diào)整2°墊片厚度減小18.9 mm;槳葉在全關(guān)位置時(shí)，向關(guān)方向調(diào)整1°墊片厚度增加9.0 mm，向關(guān)方向調(diào)整2°墊片厚度增加18.1 mm。因此，根據(jù)4片槳葉轉(zhuǎn)角不超過±0.50°的設(shè)計(jì)要求，計(jì)算可得槳葉同步性調(diào)整理論值為1號墊片減薄2 mm，2號墊片增加11 mm，3號墊片增加5 mm，4號墊片增加4 mm。上述墊片厚度調(diào)整值為槳葉原有實(shí)測位置與理論位置比較計(jì)算得出，實(shí)踐操作時(shí)需要根據(jù)實(shí)測結(jié)果適當(dāng)調(diào)整。

2? ? 槳葉同步性具體調(diào)整步驟

（1）由于接力器油缸與槳葉拐臂耳柄之間墊片厚度的調(diào)整，為保證槳葉同步性調(diào)整完成后，槳葉拐臂與接力器油缸連接螺栓有效受力螺紋長度不小于85 mm，需將螺栓墊片厚度由50 mm減薄至35 mm，按照圖2所示對原有連接螺栓進(jìn)行加工，以滿足運(yùn)行要求。

（2）根據(jù)墊片調(diào)整理論計(jì)算值加工槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間的調(diào)整墊片，為保證設(shè)備運(yùn)行安全可靠性，墊片不可以采用分半墊片，應(yīng)采用整圈墊片，每個(gè)位置加墊數(shù)量不宜超過3片。

（3）裝復(fù)槳葉接力器，分三次對稱緊固槳葉耳柄連接螺栓至設(shè)計(jì)扭矩值，使用專用工具操作槳葉動作，在槳葉全開和全關(guān)位置分別測量調(diào)整后的槳葉轉(zhuǎn)角及安放角，若未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則根據(jù)實(shí)測和核算結(jié)果，再次重復(fù)上述步驟調(diào)整槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間墊片厚度，直至槳葉同步性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（4）槳葉同步性按照新的GB 10969—2008和IEC 60193—1999標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，即葉片轉(zhuǎn)角及各葉片間的安放角不超過±0.25°，調(diào)整后槳葉轉(zhuǎn)角最大偏差為0.5°。機(jī)組開機(jī)調(diào)試運(yùn)行，動平衡狀態(tài)變優(yōu)，水導(dǎo)軸承振動由原來的200 μm減小到160 μm，效果顯著。

3? ? 結(jié)語

燈泡貫流式機(jī)組水輪機(jī)槳葉同步性對機(jī)組動平衡、振動擺度等運(yùn)行參數(shù)具有實(shí)質(zhì)性影響，本文以凌津?yàn)╇姀S水輪發(fā)電機(jī)組為研究和實(shí)踐對象，利用機(jī)組檢修在電廠安裝場實(shí)施的機(jī)會，通過調(diào)整槳葉拐臂耳柄與接力器缸之間墊片厚度，消除水輪機(jī)槳葉接力器各機(jī)構(gòu)部件因加工或安裝帶來的槳葉轉(zhuǎn)角偏差，對同類型發(fā)電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行工況具有重要的借鑒意義。

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收稿日期：2019-11-26

作者簡介：秦磊（1990—），男，山西原平人，助理工程師，研究方向：機(jī)電設(shè)備安裝、改造及檢修。