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        淺談貴州馬馬崖電站1號機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝

        2016-04-25 01:59:59程璽中國水利水電第六工程局有限公司遼寧丹東118216
        水電站機(jī)電技術(shù) 2016年3期
        關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機(jī)組

        程璽(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東118216)

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        淺談貴州馬馬崖電站1號機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝

        摘要:通過對貴州馬馬崖水電站1號水輪機(jī)下止漏環(huán)間隙處理工藝的介紹,整理了在狹小配合面處理局部突出部分的消缺思路,并討論了設(shè)備加工焊接時應(yīng)力未完全釋放對設(shè)備安裝造成影響的可能性,從而強(qiáng)調(diào)了機(jī)電安裝對過程監(jiān)控的重要性。

        關(guān)鍵詞:貴州馬馬崖水電站;水輪發(fā)電機(jī)組;下止漏環(huán)間隙;間隙處理

        貴州北盤江馬馬崖一級水電站為北盤江干流(茅口以下)規(guī)劃梯級的第2級,屬二等大(2)型工程,樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、壩身開敞式溢流表孔、壩身放空底孔、左岸引水系統(tǒng)及左岸地下廠房等主要建筑物組成。工程任務(wù)以發(fā)電為主,航運(yùn)次之。電站裝機(jī)容量540 MW,安裝3臺由東方電機(jī)廠制造的單機(jī)容量為180 MW的水輪發(fā)電機(jī)組和一臺由天津電機(jī)廠制造的單機(jī)容量為1.8 MW的水輪發(fā)電機(jī)組,由水電六局貴州馬馬崖電站機(jī)電安裝項目部負(fù)責(zé)機(jī)組安裝。

        1發(fā)現(xiàn)問題

        在馬馬崖電站1號水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子與下端軸聯(lián)接過程中發(fā)現(xiàn)下止漏環(huán)間隙出現(xiàn)變化(轉(zhuǎn)子與下端軸距離處25mm,即下端軸與水輪機(jī)軸需上提25mm),不能滿足安裝要求,具體數(shù)據(jù)見表1:

        表1 下止漏環(huán)間隙 單位:mm

        現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)4號導(dǎo)葉與16號導(dǎo)葉方位各有2個漸變的鼓包,鼓包估計寬度有100 mm,長度200 mm。而東方電機(jī)廠設(shè)計人員通過計算確認(rèn)機(jī)組在機(jī)械過速時最大擺度為1.05 mm,為確保機(jī)組運(yùn)行安全,止漏環(huán)單邊最小間隙為1.50 mm。由于電站工期較緊,我方?jīng)Q定在不吊轉(zhuǎn)輪的情況下進(jìn)行處理。

        2制定方案

        分析了轉(zhuǎn)輪室空間結(jié)構(gòu)和下止漏環(huán)鼓包位置(見圖1),我方考慮了2套方案(見圖2):

        圖1 止漏環(huán)間隙處理空間及鼓包位置示意圖

        圖2 2套方案說明圖

        分析2套方案發(fā)現(xiàn),方案一中使用簡易液壓拉床,極大的節(jié)省了人力,拉削量較大,效果明顯,但支座在操作中不易固定和調(diào)平,且拉刀每次放置都需重新調(diào)整支座,不利于反復(fù)操作,一旦出現(xiàn)拉刀崩斷,斷裂部分無法取出,風(fēng)險較高。方案二中使用電動往復(fù)工具經(jīng)行處理,操作簡單,但效果和風(fēng)險與銼刀制作形式和使用材質(zhì)有較大關(guān)系,只能定做銼刀,而打磨量較大,銼刀使用數(shù)量較多,成本較高,且處理時間較長。綜合比較后,我方從風(fēng)險角度出發(fā)決定采用第二套方案,及磨削加工處理,并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況定制銼刀,銼刀尺寸見圖3。

        圖3 銼刀制作尺寸

        3處理下止漏環(huán)間隙

        根據(jù)方案二,我方購置電動吊磨機(jī)(見圖4)以及定制銼刀(見圖5)。

        圖4 電動吊磨機(jī)

        圖5 定制銼刀

        打磨開始前,先抱緊下導(dǎo)瓦(推力軸承在下機(jī)架上),并在水導(dǎo)部位架千斤頂,用塞尺將鼓包部位間隙分解,每差0.1 mm為一段,并用記號筆標(biāo)注在底環(huán)相應(yīng)位置,而后使用千斤頂將轉(zhuǎn)輪頂靠到16號導(dǎo)葉方位,這樣在4號導(dǎo)葉方位止漏環(huán)最小間隙為2.25 mm(定制銼刀的厚度基本在2~2.2 mm之間),由于轉(zhuǎn)輪與底環(huán)接觸,因此在打磨期間機(jī)組轉(zhuǎn)動部分上盡量不進(jìn)行焊接作業(yè),如必須進(jìn)行,需有可靠接地,防止轉(zhuǎn)輪與底環(huán)接觸面導(dǎo)電粘結(jié),下導(dǎo)瓦絕緣損壞。

        打磨時,先將銼刀放入4號導(dǎo)葉方位間隙最小的部位,調(diào)整千斤頂,將轉(zhuǎn)輪慢慢靠過來,當(dāng)感覺銼刀受力后將銼刀取出,用塞尺將16號導(dǎo)葉方位的間隙塞出,在塞出的數(shù)據(jù)上加0.1 mm塞尺(具體增加量可根據(jù)銼刀插入間隙松緊度調(diào)整),塞緊16號導(dǎo)葉方位的間隙,并將轉(zhuǎn)輪頂緊,然后塞出4號導(dǎo)葉方位最小間隙,使用電動吊磨機(jī)對間隙最小的部位進(jìn)行打磨,由于銼刀較長,因此只能進(jìn)行上下打磨,而銼刀與止漏環(huán)的接觸面較小,為保證打磨的質(zhì)量,需對該部位反復(fù)打磨,直到銼刀兩側(cè)在該區(qū)域任何位置受力不再滿足打磨需求,用塞尺進(jìn)行測量,并比較原數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)未變,則更換銼刀,按照上述方法重新調(diào)整4號導(dǎo)葉方位間隙,如果數(shù)據(jù)變大,可在16導(dǎo)葉方位繼續(xù)增加塞尺,始終保持銼刀兩側(cè)受力(我方在處理過程中除每次更換銼刀調(diào)整間隙時需增加0.1 mm,其余皆增加0.05 mm),直到打磨開始前標(biāo)記的鼓包部位全部打磨完成,依次累加的打磨量大于0.45 mm為止,之后用相同方法打磨16號導(dǎo)葉方位間隙。

        通過6名工人,0.5個月持續(xù)不斷的打磨,在用壞了2臺電動吊磨機(jī),800根定制銼刀后,下止漏環(huán)間隙基本達(dá)到設(shè)計要求,具體數(shù)據(jù)見表2:

        表2 處理后下止漏環(huán)間隙

        4處理結(jié)果

        貴州北盤江馬馬崖一級水電站1號水輪發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行過程中,各部位導(dǎo)軸承擺度均不大于0.15mm,機(jī)械過速時各導(dǎo)軸承及支架擺度振動數(shù)據(jù)見表3。

        表3 機(jī)械過速時擺度、振動數(shù)據(jù)

        72 h商業(yè)運(yùn)行后,我方對下止漏環(huán)間隙進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)剮蹭粘研等情況,間隙也未有變化。

        通過以上數(shù)據(jù)和檢查結(jié)果可以看出,機(jī)組在極端條件下轉(zhuǎn)輪部位擺度不會超過0.6 mm,止漏環(huán)間隙滿足設(shè)計運(yùn)行要求。

        5原因分析

        馬馬崖電站1號水輪機(jī)底環(huán)剖面結(jié)構(gòu)如圖6。

        圖6 底環(huán)剖面圖

        底環(huán)與止漏環(huán)均分2瓣,把合焊接后整體加工,止漏環(huán)對接面開V型坡口,底環(huán)現(xiàn)場把合后焊接止漏環(huán)對接口并打磨,根據(jù)之前的測量記錄,未焊接前焊縫兩邊無凸出部分,焊接完成后由于應(yīng)力原因,焊縫兩邊出現(xiàn)凸起,我方對凸起部分進(jìn)行了打磨處理,使之滿足安裝要求,轉(zhuǎn)輪吊裝到位后下止漏環(huán)間隙數(shù)據(jù)見表4。

        表4 

        聯(lián)軸之前測量下止漏環(huán)間隙已發(fā)生變化,具體尺寸見表5。

        表5 

        聯(lián)軸完成后,下止漏環(huán)間隙最終變成表1的結(jié)果,從結(jié)果來看導(dǎo)致最終出現(xiàn)凸起的原因為:底環(huán)與止漏環(huán)這種組合焊接件未等到內(nèi)部應(yīng)力完全釋放完成就進(jìn)行加工,致使應(yīng)力內(nèi)存遇外力沖擊而釋放應(yīng)力,出現(xiàn)局部突變。而引起應(yīng)力釋放的原因考慮到當(dāng)時的施工環(huán)境,可能是由于土建單位在肘管位置開鑿混凝土,風(fēng)鎬連續(xù)振動預(yù)埋部分長達(dá)半個月之久所致。為防止相同情況出現(xiàn),之后2號、3號底環(huán)全部組裝焊接后與座環(huán)把合,并用風(fēng)動扳手打緊螺栓,打磨焊縫和最小半徑之后,吊入轉(zhuǎn)輪預(yù)裝。

        6結(jié)束語

        貴州馬馬崖電站1號機(jī)下止漏環(huán)凸起部分處理的過程就是一個根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,對比選擇施工方案,并將處理過程進(jìn)行分解量化的過程。在此過程中技術(shù)人員深入一線,根據(jù)現(xiàn)場情況提出方便操作、方便測量的施工方案最為重要,而對出現(xiàn)問題的原因的分析也再一次警示我們,在機(jī)械制造和設(shè)備安裝過程中,技術(shù)人員不能存在任何僥幸心理,必須嚴(yán)格按照制造安裝規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行,無法想象如果不是外部因素導(dǎo)致止漏環(huán)應(yīng)力提前釋放,一旦在運(yùn)行過程中由于機(jī)組振動致使應(yīng)力釋放,止漏環(huán)間隙變小而不能滿足運(yùn)行要求,將會造成多么巨大的損失,因此我們基層的技術(shù)人員必須具備很強(qiáng)的責(zé)任心,同時既要多在施工中實(shí)際操作,又要不斷的學(xué)習(xí)充實(shí)自己,這樣才能夠在力所能及的范圍內(nèi)消除隱患,在非自己可控的范圍外出現(xiàn)問題時找到切實(shí)可行的辦法,保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn):

        [1]GB8564-2003水輪發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]東方電機(jī)廠水輪機(jī)底環(huán)加工圖紙[Z].

        作者簡介:程璽(1983-),男,工程師,從事水電站機(jī)電安裝工作。

        收稿日期:2015-12-09

        DOI:10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.016

        中圖分類號:TK730.3+23

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        文章編號:1672-5387(2016)03-0055-03

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