□李 楊 □姜 楓（吉林省樺甸市白山發(fā)電廠）

一、概述

白山發(fā)電廠位于吉林省樺甸市白山鎮(zhèn)境內的第二松花江上，距豐滿水電站250km，紅石電站39km。白山電站是一座以發(fā)電為主，兼有防洪等綜合效益的特大型水電站，裝有5臺單機容量300MW混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量1500MW。在東北電網(wǎng)中承擔調峰、調頻及事故備用的任務。

二、問題的提出

白山水電站機組自投入運行以來，運行工況復雜，機組經(jīng)常在非優(yōu)工況下運行。尤其是1號機組在2006年9月秋季小修過流部件檢查時發(fā)現(xiàn)，泄水錐、十字補氣架全部脫落，葉片有兩個發(fā)生變形，打撈到泄水錐已經(jīng)嚴重變形，不能安裝，重新在哈爾濱電機廠訂做泄水錐。2007年秋季機組小修中開蝸殼、尾水人孔門檢查機組過流部件，發(fā)現(xiàn)轉輪汽蝕、裂紋現(xiàn)象嚴重，葉片出水邊上部和中部有裂紋產生，葉片進水邊正面和葉片背面中上部產生大面積的汽蝕，最大深度可達30mm，轉輪上冠和下環(huán)也出現(xiàn)較嚴重的汽蝕，平均深度在10～25mm之間，上冠最大深度達45mm，每個葉片的汽蝕總面積均在1.2m2以上。在歷次的機組檢修中都要對轉輪汽蝕進行重點處理，雖然達到了比較理想的效果，但由于施工條件和施工工期的限制，對轉輪葉片靠近上冠狹窄區(qū)域的汽蝕沒能進行徹底處理。2008年3月利用機組擴修時間，分解水輪機軸和轉輪，把轉輪翻轉，對轉輪上冠汽蝕進行徹底處理，延長水輪機轉輪使用壽命及提高水輪機運行效率。

三、前期準備工作

（一）鋼絲繩選擇

1.水輪機轉輪重110t，最大外部尺寸為：上部直徑φ5330mm、下部直徑φ6150mm、高為h=2920mm。

2.考慮到轉輪高度和橋機的起升高度，選用鋼絲繩分別為10m和13m各1對，翻轉時對折使用。

3.選用 φ65鋼絲繩，5倍安全系數(shù)許用拉力為：P=10d2=10×652=42.25t，雙繩為84.5t。一面用1對繩，其起吊能力為4根，共計169t。

4.4 個吊點平均每個吊點受力為：110÷2=55t。因鋼絲繩是2對4股單獨受力，按其計算結果符合起吊要求，所以選用φ65鋼絲繩可以滿足轉輪空中起吊翻轉要求。

（二）翻轉吊具選擇

由于本次轉輪翻轉為白山發(fā)電廠首次將110t轉輪翻轉，而且轉輪本身沒有吊點，也有一定的困難，因此組織人員到哈爾濱電機廠調研，制作轉輪翻轉工具。

下環(huán)卡具圖

下環(huán)卡具安裝：轉輪解軸完成后，在轉輪下環(huán)選擇和卡具相對應的位置空擋處用橋機吊下蓋置于下環(huán)下平面，葉片處水邊位置，用千斤頂在下部頂住，再用橋機將上蓋放在下環(huán)上平面、葉片進水邊的空擋上，調整M90把合螺孔的位置。在保證上蓋、下蓋及轉輪下環(huán)貼合良好的情況下，將M90螺栓打緊，要有一定的預緊力。同時將M56頂絲全部預緊于下環(huán)直線段上，在安裝上蓋和下蓋時，保證上蓋、下蓋配合緊湊。兩組下環(huán)吊具必須成180°分布，為了防止翻轉過程中發(fā)生滑動現(xiàn)象。

四、具體工作

（一）翻轉

由于白山一期屬于地下式廠房，安裝間場地空間小，為增加轉輪翻轉提供空間，上機架吊回機坑檢修。將轉輪翻轉專用吊具分別固定在轉輪的上冠聯(lián)軸孔和下環(huán)的對稱位置上，檢查牢固可靠后，分別將φ65mm的10m長鋼絲繩穿過上冠吊攀，φ65mm的13m長鋼絲繩用卸扣和下環(huán)卡具連接，在轉輪棱角處能割斷鋼絲繩的部位包上管皮。本次翻轉采用單車雙鉤作業(yè)，2個吊鉤承受載荷均為250t重量，轉輪重110t，單鉤均可承載，所以可以實現(xiàn)轉輪在空中進行翻轉。首先用1#橋機下游側吊鉤吊起對折的10m鋼絲繩從原來位置吊到翻轉位置，找正吊鉤與轉輪中心，再把下環(huán)卡具上的13m鋼絲繩對折掛到1#橋機的上游側吊鉤上，此時上游側吊鉤不受力。逐漸起吊下游側吊鉤，當距離安裝間地面3.5m時下游側吊鉤停止，接著起吊上游側吊鉤，將轉輪下環(huán)吊起逐漸翻轉，當翻到90°的位置時，下游側吊鉤逐漸下降，上游側吊鉤逐漸上升，此時應有專人在橋機上看護抱閘，防止橋機滑鉤。兩個吊鉤同時進行，一升一降，到轉輪翻轉到180°停止，轉輪翻轉結束。將翻轉完畢的轉輪放到原來位置的支墩上，準備進行檢修。

（二）轉輪汽蝕、裂紋處理

詳細記錄葉片汽蝕部位、面積、深度和裂紋深度、長度。然后算出汽蝕破壞金屬失重量。用電弧氣刨刨除汽蝕破壞層至母材，用角向磨光機磨去滲碳層，并初步磨平處理區(qū)表面，漏出母材達到80%以上。對于汽蝕深度＜8mm時，一般直接在清理好的汽蝕部位用抗汽蝕焊條堆焊，對于汽蝕深度＞8mm時，為了節(jié)約成本，先用普通焊條將較深的汽蝕區(qū)域進行補焊，當距原型表面6mm時，再用抗汽蝕焊條在處理區(qū)補焊，補焊后應無夾渣、汽孔等不良現(xiàn)象，焊后應高出原型表面1～2mm，作為磨削余量。由于上冠汽蝕量大，為防止多人焊接轉輪法蘭及銷釘孔變形，由4人在對稱方向輪流施焊，防止變形。對于較大的汽蝕補焊面積，每一層的焊波接頭及層與層之間的焊波接頭應錯開，焊道寬度應＜10mm；在汽蝕補焊過程中，應采用小電流短弧施焊方式，防止因電流太大金屬融化較深、熱影響區(qū)域擴大、母材中的碳滲入焊縫形成碳化鉻，進而減低補焊層的含鉻量，降低抗汽蝕性能。補焊后用軟芯砂輪機打磨葉片至原流線型，使用葉片型規(guī)檢查，有不合格者應重新補焊打磨至合格。對葉片有穿孔的情況，應用低碳鋼焊條焊滿。若有掉邊現(xiàn)象應用與原母材（ZG20MnSi）相同的鋼板按樣板處葉型補上缺口。對于葉片裂紋情況，應用超聲波或磁粉等探傷方法進行詳細檢查記錄，并確定處理范圍后用碳弧汽刨處理，開出合格的“V”型或“X”型坡口，用砂輪機磨掉坡口滲碳層至母材為止。用低碳鋼焊條焊滿坡口后，打磨葉片至流線型，最后探傷檢查至合格為止。焊接過程中應用錘擊等方法消除應力。

五、結論

本次白山發(fā)電廠1號機組轉輪解軸翻轉、處理汽蝕收到了良好的成效，是白山發(fā)電廠自建廠以來機組檢修汽蝕處理最徹底的一次，對于轉輪上冠、葉片進水邊正面和葉片背面中上部容易汽蝕部位進行徹底處理，全部鋪滿不銹鋼焊層，并打磨光滑，提高了機組效率，保證了機組出力，增加了機組的抗汽蝕性能，延長了機組檢修周期，收到了很好的經(jīng)濟效益；在檢修過程中積累了寶貴的經(jīng)驗，為以后機組轉輪翻轉處理汽蝕打下堅實基礎。隨著金屬熱處理技術的日益發(fā)展，抗汽蝕材料性能也逐漸提高，但是水輪機汽蝕還是不可避免的，尤其是一些老水電廠。白山發(fā)電廠轉輪解軸翻轉、處理汽蝕的經(jīng)驗也可供其他水電廠的類似情況處理借鑒參考。