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      水輪機檢修維護規程

      1  主題內容與適用范圍

      1.1  本標準規定了峽陽電站水輪機基本參數、結構、維護內容、故障處理。

      1.2  本標準適用于峽陽電站現場機械人員水輪機檢修維護工作。

      1.3  下列人員應通曉本規程

      1.3.1 領導人員:生產副總、生產部門經理(主任)、副經理(副主任、經理助理)、專職技術人員。

      1.3.2 生產人員:值長、運行值班員、維護人員。

      2 水輪機結構簡介

      2.1 轉輪室裝配

      轉輪室裝配包括轉輪室、基礎環、伸縮節。

      2.1.1 轉輪室

          轉輪室為鋼板焊接結構,上部在槳葉轉角范圍內90°易汽蝕區域采用不銹鋼,與葉片配合面為球面,喉部直徑為Φ5277mm,為了便于安裝,分上、下兩半,用螺栓把合在一起,采用Φ14橡膠條密封 。轉輪室用螺栓和外導水環把合在一起,把合法蘭處密封采用Φ16橡膠條密封。

      2.1.2  基礎環

      基礎環上裝有伸縮節,后部焊在尾水管上,它是伸縮節、轉輪室的基礎與座環具有一定的同軸度及平行度要求。基礎環采用鋼板焊接結構,在安裝調整軸線后,下游端與尾水管里襯焊牢。基礎環要承受轉輪室傳來的水力振動,因而要求與混凝土結合牢固。

      2.1.3  伸縮節

      伸縮節安裝在轉輪室與基礎環之間,采用Φ27橡膠條密封結構,可有效地防止漏水,伸縮節軸向調節間隙15mm,作為消除安裝時的間隙誤差之用,也可消除因廠房基礎變形而對機組結構之影響。

      2.2 座環裝配

         座環裝配分為座環、下游外錐兩部分。

         座環是機組的主要支撐,承受機組大部份重量,水的壓力、浮力、正反向推力、發電機扭矩等,并將這些負荷傳遞到基礎混凝土上,因而應具有足夠的強度、剛度。座環是整個機組的安裝基礎,水輪機的導水機構,發電機定子,組合軸承等都固定在其法蘭上,并以此為基礎順序安裝。座環分為內環兩半,外環兩半,在水平方向有兩個固定導葉,在垂直方向有兩個進人筒,既為座環的主要受力構件,也作為安裝油、水、氣管路和電氣線路,更換水輪機導軸承、密封、組合軸承的通道。在座環的外圓布置一些調整螺桿和錨釘,安裝調整用。

      2.3 導水機構

         燈炮貫流式機組導水機構的主要功能是產生水流進入轉輪前環量,并根據機組的功率的需要調節流量,水輪機停止運行時,導葉關閉切斷水流。導水機構裝配主要包括:外配水環、內配水環、導葉、控制環、壓環、套筒、導葉臂及傳動機構等組成。

      2.2.1 外配水環

      外配水環分成兩半,兩半之間以及與座環法蘭把合面間用“O”橡膠條密封。外配水環和導葉配合面為球面,半徑SR3782mm,外配水環上設有16只導葉套筒孔,與主軸中心線成65°夾角,并等距分布。為測量導葉后外配水環內水壓力而設有四只G1/2測壓孔,用以接儀表用。外配水環上焊有限位塊,限制導葉最大開度位置。

      2.3.2 內配水環

      內配水環采用鋼板焊接結構,內配水環和外配水環共同組成流道,與導葉的配合為球形半徑SR1745mm,球形均布16只導葉下軸孔,與主軸中心線成65°夾角,在其下部設有扇形板,是水導軸承的支承部件,并設置四只G1/2測壓孔以測量導葉后內配水環外部水壓力之用。

      2.3.3 導葉

      導葉共16只,其軸心線與主軸中心線為65°,導葉是形成轉輪葉片前所需環量的唯一部件,其各斷面的出口角與轉輪葉片的各斷面進口角相對應,因此具有空間曲面,調整導葉開度即可調整機組的轉速、功率。全關時則可切斷水流使機組停機。導葉間采用本體金屬接觸式密封,導葉上軸瓦密封處堆有不銹鋼層,導葉與內配水環、外配水環的間隙為0.81.6mm,導葉轉角范圍為2°--78°,總轉角為80°

      2.3.4 控制環

      控制環為兩半結構,用螺栓把合,其上均勻分布16只耳孔,與連板導葉臂組成傳動機構,接力器通過傳動機構來控制導葉的轉動。控制環裝在外導水環下游側法蘭外部,與外配水環之間采用滾動摩擦,以減少摩擦力,槽內裝有SΦ50mm鋼珠,用油潤滑。

      在控制環水平中心線上另有一耳板懸掛27t的重錘,正常時與接力器一同操作導葉關閉。當調速器事故時,靠重錘本身自重形成關閉力矩操作導葉關閉,保證機組安全。

      2.3.5傳動機構

      傳動機構由導葉臂、連桿與控制環、導葉組成為一空間傳動系統,當導葉間有雜物卡住不能關閉時,連板上拉斷銷破斷并由信號器自動發出信號。

      2.4轉輪裝配

      轉輪是水輪機的重要部件,通過它將水流的能量轉換為機械能。經主軸傳給發電機轉換為電能。轉輪型號為GZ4BN28A,轉輪裝配包括葉片、轉輪體芯、活塞缸和葉片傳動機構等。轉輪名義直徑為5.5,缸動式結構,輪轂比0.36,工作油壓6.0Mpa,四只葉片,葉片可根據水頭、負荷通過調整至最佳位置,以保證水輪機在高效率工況下運行。

      2.4.1 轉輪體

      轉輪體在葉片轉角范圍內呈球形,直徑Φ1980mm球面外壁開有四個孔,內裝銅軸套,為葉片系統的外部軸承,轉輪體上設有放油閥和通氣孔,用以安裝、試驗、檢修時放油、充油、排氣之用。轉輪體與主軸法蘭用12M100х4雙頭螺柱把合,設有4個φ140圓柱銷傳遞扭矩。

      2.4.2 轉輪體芯

      轉輪體芯與轉輪體用12M64X4的螺柱相連接,并配有4個φ100圓筒銷傳遞扭矩,轉輪體四面均布著四個孔,內裝銅軸套與轉輪體上的四個孔形成葉片軸的內、外支承,中間設有φ160通孔,用于安裝操作油管。

      2.4.3 葉片

      葉片為無樞軸結構,與轉臂用7M90聯接螺栓把合在一起,2個Φ90圓柱銷傳遞扭矩,葉片法蘭的密封形式采用“V”、“X”橡膠組合密封,可有效地保證不漏油、滲水,葉片材料選用ZGOCr13Ni6Mo,有很好的耐磨性及抗氣蝕性。

      2.4.4 葉片操作系統

          葉片操作系統由接力器缸、活塞、轉臂、連桿等組成,采用缸動式結構,活塞固定不動,來自受油器開關腔的壓力油通過接力器缸的運動,帶動連桿、轉臂操作葉片轉動。接力器缸和導向筒的配合部位設置兩個導向鍵可防止活塞轉動?;钊c活塞之間設有良好密封,可有效減少兩腔漏油,活塞直徑Φ990mm,操作油壓6.0Mpa.

      2.5 主軸裝配

      2.5.1 主軸

      本機組是一根主軸,軸身直徑Φ898mm,與水導發導軸承配合直徑分別為Φ900mm和Φ950mm,軸長6517mm,軸內徑Φ160mm,轉輪端法蘭直徑Φ1640mm,發電機轉子端法蘭Φ1550mm,兩端法蘭分別與轉輪、轉子用螺栓聯接,并有銷子傳遞扭矩。

      2.5.2 聯軸螺釘護罩

      護罩分兩半,它與大軸法蘭端面及徑向均設有密封條密封,護罩的作用是使轉輪體和主軸之間的把合螺栓不泡在水里,避免螺栓的水下疲勞破壞。.

      2.6 水導軸承裝置

      水輪機導軸承采用動、靜壓結合式油膜軸承,軸瓦采用錫基合金材料,分半結構,內徑Φ900mm,瓦長685mm,總間隙為0.60.78mm。當水輪機轉速超過95%額定轉速時,軸承為動壓運行。此時軸承油膜由動壓形成。潤滑油來自重力油箱。使用HU46透平油。排油自流至設在水輪機機坑的液壓泵站。

      當水輪機起動及機組停機過程中,轉速低于95%額定轉速時,軸承為靜壓運行,此時由高壓油泵供給高壓油通至軸瓦下部的高壓進油腔,用高壓油將主軸頂起形成油膜,避免在低速時油膜破裂導致燒壞軸瓦。

      考慮到水輪機轉輪及發電機轉子的重量使主軸彎曲。加之機組運行過程中,發電機單邊磁拉力的作用,主軸將不斷改變撓度值用其變形方向,因此軸承采用自位結構,使軸瓦能隨主軸作相應地調整。

      軸瓦下部設有一只電阻水溫度計,既能讀數也能發出信號,當軸瓦溫度達到70°C時,發出信號指令機組事故停機。

      2.7 主軸密封

         主軸密封是防止流道內壓力水通過轉動與靜止部分之間的間隙漏至燈泡體內部,它由主軸密封及檢修密封組成。

         主軸密封采用GFO纖維編織盤根密封形式,并將漏水通過水箱下部的排水管排至集水井。盤根設有清潔水潤滑。

         檢修密封采用空氣圍帶式密封,停機檢修時,圍帶內通入壓縮空氣使圍帶擴脹。防止流道內的水進入燈泡體內。

      2.8 受油器操作油管裝配

         受油器裝在發電機定子上,它由受油器體、受油器座、前油箱、操作油管裝配等組成。

         受油器將來自調速器主配壓閥的開、關操作壓力油通過操作油管與轉輪內的活塞相通,構成操作轉輪葉片轉動的供油系統。受油器的內腔將重力油箱的油通至轉輪體內腔形成一個恒定的壓力油,用以葉片與轉輪體間的密封,防止流道內的水進入轉輪體內。轉輪葉片的轉角通過回復機構反饋至調速器。

      2.9 組合軸承

      組合軸承由正、反推力軸承和徑向軸承組成。由鏡板承受正推力,正推力瓦共10,采用彈性支承,反向推力瓦共10,采用橡膠墊支撐方式,鏡板直徑φ1900mm,正、反推力瓦,內徑φ1200mm,外徑φ1890mm,支撐中心φ1890mm。徑向軸承內徑φ950mm,長810mm,分半結構,徑向軸承設有靜壓式液壓減載裝置,在機組起動時或停機時,機組轉速達到額定轉速的95%時投入。

      推力軸承采用動壓運行方式。徑向軸承采用動壓運行、靜壓起動和停機的方式。推力軸承采用油潤滑冷卻方式。油槽油面淹沒推力瓦之外徑,推力軸承潤滑油由正推力進油與反推力進油組成進入油槽,由油槽上部排出至液壓泵站。

          徑向軸承潤滑油來自重力油箱,分兩面排出,下游面排入反推力軸承油槽,上游面排入上油槽。

      軸承潤滑油采用強迫外環冷卻方式,潤滑油由重力油箱經管道引入軸承,潤滑軸承后,熱油分兩路經管道匯入液壓泵站,液壓泵站用油泵將熱油經冷卻器送重力油箱,以此循環往復。

      組合軸承所需要潤滑冷卻油量294/分,油槽貯油量600升。

      2.10 接力器

      機組采用兩個直徑為φ300mm鉸式直缸接力器,操作油壓為6.0Mpa,行程為966.6mm,接力器與機組水平中心成45°布置在水輪機機坑側墻面上,它由接力器缸、活塞、推拉桿及前后缸蓋組成。

      2.11 水氣管路布置

         水氣管路包括主軸密封供水和排水系統,檢修密封壓縮空氣系統及相應的自動化元件,當水氣供應不滿足要求或中斷時能發出警報信號,主軸密封供水中斷時能自動停機。排水接至電站集水井。

      2.11 儀表管路布置

         儀表管路中有五個儀表,分別測量座環前進水流道壓力,軸承潤滑油壓力、主軸密封清潔水壓力、導葉后槳葉前的水壓力及真空度、尾水管的壓力及真空度。各儀表分別與上述各處測壓管相連接,每個儀表下接有一個截止閥,必要時可以關閉或打開,五個儀表裝在一個儀表盤上,儀表盤放在便于觀察的地方。儀表管路還備有3根試驗管,是測量導葉前、導葉底部和葉片后的水壓力。

      3 維護操作說明

      3.1一般事項

      3.1.1 維護工作包括預防和修復

         預防和修復性維護的共同目的是查明損壞和磨損的原因,消除之.

         預防性維護的目的是減少損壞和磨損或故障的可能性.

         修復性維護的目的是把損壞和磨損部分修復到最佳狀態.

      3.1.2 水輪機在檢修和維護時,必須嚴格遵守工作票制度。

      3.1.3每次較長時間停機都應將進水閘門關閉。

      3.1.4停機時,接力器油管路油閥開關接通,水輪機檢修密封應投入。

      3.2 水輪機首次開機前的準備工作

      3.2.1清洗檢查水輪機過流道各部位。

      3.2.2 所有儀表管均應吹干凈,檢查儀表下的閥門是否打開。

      3.2.3水輪機所有運動關節應注滿潤滑油劑。水機所有附屬管路均應根據其工作壓力進行液壓或氣壓試驗合格,管內不得有異物,連接應正確暢通。

      3.2.4 水輪機轉輪進行密封試驗及動作試驗,各處應無漏油。檢測受油器工作及漏油情況,并檢測不同轉角下的轉輪葉片與轉輪室間隙情況。

      3.2.5 檢查液壓泵站電動機、油泵動作情況。整定液位信號裝置,使油面達到規定的高度時,油泵起動或停止。

      3.2.6 檢查重力油箱液位信號器,當油面到達最低油位時,液壓泵站油泵起動。

      3.2.7 檢查液壓減載裝置管路,高壓油泵及電動機的動作。調整相應的自動化元件,使油泵起動、停止。毛細管節流器應預先調整好,并檢測能否頂起主軸。

      3.2.8 檢查主軸密封水源是否暢通及相應的信號裝置情況。

      3.2.9 檢查各重要部件聯接處的螺栓,螺母有無松動。尤其應注意主軸與轉輪的聯軸螺栓、園柱銷是否全部點焊牢固。

      3.2.10 檢查導葉接力器動作,導水機構能否在重錘作用下關閉導葉。

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