水電廠水輪機檢修方式及能量問題分析

金安橋水電站有限公司 浦璐妮

金安橋水電站位于金沙江中游，是云南省境內(nèi)金沙江中游河段水電規(guī)劃“一庫八級”開發(fā)方案的第五級電站。電站為壩后式地面廠房，裝機容量240萬kW(4臺單機容量60萬kW的混流式水輪發(fā)電機組)。電站參與“云電送粵”，是實現(xiàn)云電外送、西電東送戰(zhàn)略目標(biāo)的骨干電站之一。本次例舉的檢修項目地點在金安橋水電站，該水電站在經(jīng)過長期運行后，需對各組的水輪機及附屬設(shè)備進行詳細(xì)的排查和檢修工作，通過對四號機組的設(shè)備檢查和處理，更好地完成后期的技改項目達(dá)到規(guī)定檢修工期內(nèi)的各項檢修標(biāo)準(zhǔn)。

1 水電廠水輪機檢修的組織和管理方式

水電廠在發(fā)電運行過程中如果受到外界因素的影響，就很容易引發(fā)電廠故障。結(jié)合目前水電廠水輪機的檢修現(xiàn)狀，可看出水輪機運行狀態(tài)與電廠機組的檢修實際情況有著非常緊密的聯(lián)系，作為檢修工期的重要標(biāo)準(zhǔn)，檢修方式的科學(xué)性會影響到后期整體的運行效率。

結(jié)合我國水電廠檢修現(xiàn)狀可看出，目前的檢測和管理系統(tǒng)不完善，故障診斷方法不科學(xué)。對于相關(guān)的故障信息進行判斷時沒有可靠的理論依據(jù)。為保障水輪機檢修工作的科學(xué)高效性，就必須采用先進的設(shè)備和科學(xué)的技術(shù)。對一些較重要的機械設(shè)備和檢修重點位置進行維護時，必須在各類檢修工作完成后對整個水輪機的狀態(tài)和參數(shù)進行科學(xué)的調(diào)整，以便后期在投入使用中能更好根據(jù)能量進行恢復(fù)。另外可根據(jù)設(shè)備健康狀況指標(biāo)來提升設(shè)備可靠性，保障水輪機工作的實際效率[1]。

2 水電廠水輪機的檢修具體措施

水輪機的運行狀況與水力發(fā)電機組的能量和穩(wěn)定性及空蝕性有關(guān)。為更好提高水輪機的綜合性能，在對基礎(chǔ)性能進行調(diào)查前必須要完善水輪機過流通道的形式，根據(jù)科學(xué)的施工方法和工藝來形成較為合理的施工結(jié)構(gòu)，并對各環(huán)節(jié)的檢修情況進行有效監(jiān)督和全面控制。為保障水電廠水輪機的可靠性，在維持水輪機檢修質(zhì)量同時，要定期對設(shè)備進行檢查和檢修。利用定期的檢查和維護完全地排除設(shè)備中存在的運行隱患，將有可能導(dǎo)致水輪機發(fā)電效率降低和發(fā)生事故的因素扼殺在搖籃中。在對本次水電廠水輪機的檢修技改工作中，主要是對水輪機及附屬設(shè)備進行檢修分析，提出可行的整修措施方法。

大軸補氣裝置檢修。檢修過程中對大軸補氣裝置補氣頭進行分解檢查，清掃干凈補氣裝置內(nèi)灰塵及雜物，吊出浮球閥檢查外觀無劃痕和開裂，對浮球閥進行灌水檢查，檢查浮球閥動作正常，無滲漏，清掃浮球閥內(nèi)灰塵及雜物。更換新的緩沖裝置(阻尼器)，固定螺栓緊固、無松動，測量阻尼器活塞桿行程為103mm；對補氣裝置浮筒、軸套涂抹凡士林后，檢查浮筒動作靈活無卡阻現(xiàn)象；各連接螺栓涂抹螺栓鎖固膠后對稱緊固；大軸補氣閥回裝完成后，設(shè)備組合縫間隙用0.05mm塞尺檢查。把合螺栓及銷釘周圍組合縫處的安裝面錯牙不超過0.10mm。大軸補氣閥參與機組盤車，補氣閥座擺度為0.12mm，符合設(shè)計要求（不大于0.30mm）。

水導(dǎo)軸承檢修。將水導(dǎo)軸承進行了全部分解檢查處理。對水導(dǎo)油槽各部件進行分解、檢查；對有絲扣損傷的螺栓進行更換，更換水導(dǎo)軸承軸瓦間隙調(diào)整楔子板止推板固定螺栓。軸瓦間隙調(diào)整完成后，在止推板上部固定螺帽上部增加了一顆螺母（背帽），并涂有螺絲鎖固劑。檢查水導(dǎo)軸瓦瓦面無密集氣孔、裂紋、硬點和脫殼等缺陷。檢查水導(dǎo)軸領(lǐng)工作面，去除高點，軸領(lǐng)表面無劃痕和刻痕及銹蝕現(xiàn)象。水導(dǎo)瓦全部分解后，使用刀口尺對軸頸工作面進行劃痕和刻痕及銹蝕處理。對無法安裝到位的螺絲孔進行擴孔攻絲處理。

主軸密封檢修。對主軸密封系統(tǒng)分解檢查并處理。使用M46和M36電動扳手配合導(dǎo)鏈分解主軸密封支持環(huán)及檢修密封支持環(huán)；更換新的嵌入式密封圈。用粗砂紙清掃主軸密封支持環(huán)法蘭面及檢修密封支持環(huán)法蘭面，更換主軸密封支持環(huán)Ф6mm橡膠密封圈，更換檢修密封支持環(huán)Ф6mm橡膠密封圈。更換供水環(huán)管與水箱連接法蘭處連接螺栓（M12），回裝主軸密封水箱蓋間隙均勻[2]。

轉(zhuǎn)輪與主軸檢修。本次檢修將轉(zhuǎn)輪與主軸整體吊出至安裝間進行檢修處理。轉(zhuǎn)輪吊出前對4號機組轉(zhuǎn)輪出水邊正、負(fù)壓側(cè)腹板及葉片與上冠、下環(huán)聯(lián)接焊縫、葉片出水邊及R角處進行了著色探傷（PT）檢查；使用直磨機對轉(zhuǎn)輪下環(huán)汽蝕現(xiàn)象需補焊部位進行打磨，經(jīng)PT探傷無異常；焊接時對補焊部位及附近100mm范圍加熱到80至100℃，使用氬弧焊完成補焊；對補焊部位及附近100mm范圍加熱保溫250至300℃兩小時后，對補焊部位進行打磨平整、光滑，經(jīng)PT探傷檢查無異常。更換水發(fā)聯(lián)軸螺栓的8顆螺母，螺栓安裝到位后點焊鎖錠擋塊止動；轉(zhuǎn)輪與大軸連接螺栓未發(fā)現(xiàn)裂紋、銹蝕、絲扣損傷等缺陷，彈簧墊無變形，鎖錠墊片無損傷、墊片無損傷；對連接螺栓進行了無損檢測，滿足要求；重新焊接螺栓的止動塊，螺栓防松動措施符合要求。拆卸下的水發(fā)聯(lián)接螺栓進行無損檢測；水發(fā)聯(lián)軸螺栓回裝時，分三次對聯(lián)軸螺栓進行拉伸，對螺栓伸長值進行了測量，符合要求。水發(fā)聯(lián)軸法蘭用塞尺檢查無間隙，0.03mm塞尺不能塞入。

水導(dǎo)外循環(huán)系統(tǒng)檢修。本次檢修將三臺水導(dǎo)外循環(huán)冷卻器整體更換安裝；分別對單臺冷卻器進行耐壓試驗；解體檢修油過濾器，缸體內(nèi)無銹蝕和雜質(zhì)，回裝時更換密封；檢查水導(dǎo)外循環(huán)系統(tǒng)各管路、法蘭面、閥門無銹蝕，閥門動作靈活，密封良好；機組充水后，對水導(dǎo)外循環(huán)系統(tǒng)冷卻器及其管路充油進行嚴(yán)密性試驗，保持8h無滲漏現(xiàn)象。

3 檢修管理質(zhì)量的提升綜合策略

水輪機的整體運行效率與后期的檢修質(zhì)量有著非常密切的關(guān)系，為更好提高水電廠運行效率，加強檢修質(zhì)量是推動整體水電廠安全運行的首要任務(wù)。水輪機的檢修質(zhì)量離不開前期的良好管理和定期的排查工作，在水輪機設(shè)備和零件進行排查檢修時，工作人員應(yīng)對每個機組的實際參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點進行詳細(xì)分析和研究，對于可能引發(fā)故障的關(guān)鍵點進行重視，且運用設(shè)計指標(biāo)和參數(shù)對于整個設(shè)備進行合理的考量。

相關(guān)檢修人員要不斷提高自身綜合素質(zhì)和經(jīng)驗水平，嚴(yán)格按照檢修標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范檢修行為，保障水輪機檢修質(zhì)量的同時。在規(guī)定時間內(nèi)，對于整個檢修任務(wù)進行高效率的完成，從而保障機組運行穩(wěn)定的情況下，使所有設(shè)備能發(fā)揮出自身的功能優(yōu)勢，更好地配合水電廠水輪機日常的運行任務(wù)。在檢修管理體系建設(shè)時要找準(zhǔn)整體管理目標(biāo)，保障專業(yè)故障有專人檢修解決[3]。

一定要積極轉(zhuǎn)變檢修人員傳統(tǒng)的檢修理念，提高責(zé)任意識的同時，要對新設(shè)備進行了解，將水輪機的檢修責(zé)任落實到個人，通過分級管理和監(jiān)管，更好地使檢修任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)保持一致。在完成檢修工作時，不只是簡單的處理相應(yīng)故障，還要根據(jù)設(shè)備的運行結(jié)構(gòu)和特點來優(yōu)化運行環(huán)境，做好預(yù)防性的檢修工作，將問題逐漸貫穿于整個檢修流程中，從根本上扼殺可能引發(fā)故障的因素，以此更好地提高機組利用效率，降低檢修頻率。在可持續(xù)性發(fā)展的條件下更好地推動發(fā)電廠的高效運行[4]。

綜上，為保障電廠的正常運行就必須對于水輪機進行定期的檢修與故障排查。在進行能量問題分析時，要對整個水輪機設(shè)備進行詳細(xì)的了解，提高檢修工作質(zhì)量的同時找出問題的關(guān)鍵點，針對性進行處理和解決，做好預(yù)防性檢修策略的準(zhǔn)備工作。