小型水电站运行与维护
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第三节 水轮机维护要点

一、过流部件检查维护

(一)转轮叶片空蚀、裂纹处理

当水轮机效率下降2%,叶片局部空蚀面积超过叶片表面积的1%,平均深度在3~5mm,叶片外缘空蚀长度占外缘长度的10%,平均深度在10mm以上,叶片头部有凹坑或转轮室空蚀面积超过0.2m2,平均深度在3~5mm以上时,必须进行叶片空蚀处理。处理前应对过流部空蚀区的面积、深度进行详细测绘并记录,对必须进行处理的部位应做明显的标记。

叶片根部要进行探伤,查明叶片裂纹部位长度、深度,并做好记录。用电弧气刨将空蚀层割去,直至无空蚀损坏的母材为止,再用砂轮机磨平要处理的部位,清除夹渣。对于裂纹,在其两端各钻1小孔,孔深应比裂纹深3~5mm,用电弧气刨刨开裂纹向两边开坡口,用砂轮机磨平,裂纹内部清除干净。

补焊时,应采取对称、分块、分段焊等方法,以防止母体变形。补焊层要高出母体表面2~3mm左右,补焊过高,要用电弧气割去过高部分,再用砂轮机打磨。打磨要顺流型线方向进行,处理部位表面与未处理表面要光滑过渡,磨后无明显的凹坑,高低不平整现象、表面粗糙度不得低于Ra6.3,处理过的部位用样板进行检查,其与样板的间隙均在2~3mm以内,且间隙与间隙长度之比要小于2%。

(二)转轮叶片密封装置处理

转轮叶片密封装置处理的主要内容有:

(1) 在转轮室内搭好检修工作平台,并将转轮体内的油排完,在叶片上焊防滑角铁。

(2) 打出叶片密封压盖螺丝孔内填充的环氧树脂,拆除压盖螺丝,在转轮体与压盖板上做标记,叶片在全关位置时,先取出上、下部压盖,叶片全开时取出其余压盖。

(3) 检查O形密封圈接触面,若有磨损、撕裂、老化等现象应拆除,更换新密封圈。

(4) 粘接好的密封圈接缝应平整光滑,无凹凸、无毛刺、无毛边、无高点。

(5) 在叶片法兰和密封圈上,涂上黄油,将密封圈推入就位。

(6) 压盖清扫后按原编号回装,在叶片全关时装上、下部压盖板,全开时,装其余压盖板,并把紧螺栓。

(三)蜗壳与尾水管检修

蜗壳与尾水管检修的主要内容有:

(1)检查蜗壳与尾水管汽蚀与磨损情况,有无裂纹。

(2)对蜗壳与尾水管裂纹进行补焊处理。

(3)对接焊缝间隙一般为2~4mm,过流面错牙不应超过板厚的10%,但纵缝最大错牙不大于2mm。

(4)坡口局部间隙超过5mm时,其长度不应超过焊缝长度的10%,且应在坡口外做堆焊处理。

(5)所有焊缝应光滑过渡。

(6)对钢管排水阀和尾水排水阀进行检查,其动作应灵活可靠。在全关状态下,密封面用0.05mm塞尺检查应不能通过。若不满足该条件,应拆下其阀盘,检查漏水原因,根据情况进行相应处理。

二、导叶传动机构维护

导叶传动机构维护的主要内容有:

(1) 连杆拆装。连杆拆前应做好编号,测量并记录连杆销、叉头销间的距离,松开双连臂背帽,拔出连杆销、叉头销,吊走连杆。回装时,连杆必须保持水平,在全长内偏差应小于1mm,为使连杆保持水平,可调整连杆垫板,以保证连杆动作灵活。根据导叶立面间隙调整连杆长度,调整后记录连杆销、叉头销间的距离。

(2)拔分半键。拆除导叶轴端的盖板与连接板的固定螺栓,拔剪断销,拆摩擦装置及连接板。借助拔分半键的工具,拔出分半键后应立即编号,清扫干净,成对捆好,存放在专用木箱内。检查剪断销有无损坏变形,考虑是否更换。

(3) 导叶臂拆除。先编好导叶臂号,拆除限位块沉头螺钉,压板圆柱头内六角螺钉,止推压板螺栓,装上拔导叶臂工具,当把导叶臂顶起一定高度后,用环形吊车吊起,拔出后进行清扫。若过紧可用砂纸刮刀、锉刀进行修刮轴颈和导叶臂内孔。

(4)导叶臂回装。清扫导叶轴颈和导叶臂内孔后涂上黄油,将导叶臂吊起找正,套入导叶轴颈,可通过调整导叶臂垫板保证导叶臂水平。注意保证压板与导叶轴颈的轴向间隙为0.4~0.6mm,径向间隙为1mm,止推压板与导叶的径向间隙大于3mm,轴向间隙0.2~0.6mm,限位块与导叶的轴向间隙为0.1~0.48mm,各间隙间应涂黄油。打入分半键,回装连接板及摩擦装置,摩擦装置每个螺丝把紧力矩调整至230N·m,打入剪断销,最后装好导叶轴颈盖板。

(5)导叶套筒拆除与回装。拆除导叶套筒与外顶盖把合螺栓、锥销,将导叶套筒用顶丝顶起后吊起,清扫套筒内积存的脏物,检查上、中轴套磨损情况,测量内孔尺寸,应符合设计要求,导叶套筒下的止水密封为L形,应无破损老化现象,否则应更换。回装时与拆卸步骤相反。注意保证导叶套筒轴套和底环下轴套同心,以保证导叶转动灵活。

(6) 导叶下轴套检查。在外顶盖、内顶盖、导叶全部吊出机坑后,检查下轴套磨损情况,并测量内孔尺寸,应在设计要求范围内,导叶下轴套O形止水密封应完好,无严重磨损和老化,否则应更换。

(7) 内顶盖系统(含支持盖、轴承支架、导流锥)及外顶盖拆除。

(8) 已先拆除水导轴承、主轴密封、空气围带及导叶传动机构等。

(9)拆除接力器及油管路、扶梯、旋梯等。

(10) 拆除支持盖上水、气管路及电气接线等。

(11)拆除控制环及锁锭装配。检查控制环抗磨板,若磨损严重应予以更换。

(12)推力支架以上部分已先拆除(发电机班项目)。

(13) 吊出内顶盖系统(一般不分解)。若要分解先拆除轴承支架与内顶盖把合螺栓、锥销,再拆导流锥与内顶盖把合螺栓、螺柱、螺母,更换内顶盖与外顶盖组合面密封橡皮条,更换导流锥与内顶盖组合面密封橡皮条。

三、主轴密封装置维护

主轴密封装置维护的主要内容有:

(1)主轴密封(水压式端面密封)为高分子耐磨材料。

(2)工作密封的拆卸可在机组停机做好防动措施并投入检修密封的情况下进行;在排除机组蜗壳及压力钢管内积水,打开蜗壳盘型阀,关闭机组技术供水、关闭主轴密封供水管路并排空管内积水,可进行工作密封和检修密封的拆卸工作。拆卸主轴密封时与安装主轴密封相反,应按照先上后下的原则进行,即先拆卸工作密封,再拆卸检修密封。拆除主轴密封压力供水管。

(3)拆除主轴密封压力供水管。拆除压盖与密封箱的把合螺栓,用顶丝均匀顶起压盖后吊起。

(4)拉起高分子耐磨材料。

(5)拆除密封箱与密封支座的把合螺栓,吊起密封箱。

(6)检查高分子耐磨材料及转环的磨损情况,高分子耐磨材料无严重磨损、老化,否则给予更换。

(7)视情况分解压盖、密封箱、转环,分解清扫处理后组合,各分半把合面应涂白厚漆,组装后各合缝面允许局部间隙不大于0.1mm。

(8)回装过程与拆卸过程相反,应保证转环安装时,检查分瓣组合面应光洁,用细锉刀或油石将滑环配合面、工作面以及组合面的高点、毛刺清理干净,同时应在转环组合面涂上密封胶。

(9)转动部分的所有螺栓、螺帽应点焊,以防松动。

四、转轮及主轴维护

转轮及主轴维护的主要内容如下:

(1) 在发电机与水轮机主轴联轴螺栓拆除,吊出控制环和水导轴承、密封装置的条件下,利用吊轴专用工具将转轮与水轮机主轴整体吊出机坑。

(2)在安装场对称放置6组支墩作为转轮基础。

(3) 在转轮上、下止漏环面各装2块百分表,按圆周均布32点,测量并记录转轮上、下止漏环的圆度值。

(4) 根据测量数据分析,若圆度不合格,可用锉刀,砂轮机处理,使各点读数与平均值之差不大于设计间隙的10%。

(5) 将转轮在支墩上调平,使水平度达到0.05mm/m。

(6) 检查转轮叶片、泄水锥汽蚀情况,转轮叶片无裂纹,可做图片记录的应做图片记录。

(7) 检查泄水锥与转轮固定良好,螺帽搭焊点无损伤。

(8) 检查转轮各法兰面、螺孔止口等处,不得有任何杂质和毛刺高点等,其法兰面须用平台进行研磨检查,应有整圆接触点。

(9) 主轴清扫干净后,用平台检查两端法兰面,应有整圆接触点。

(10) 联轴螺栓进行清扫,检查其螺纹应研磨光洁,并试套能用手旋入螺孔。

(11) 装配主轴中心补气装置,清扫后均匀喷涂由转轮厂家提供的摩擦剂。

(12) 将水轮机主轴立放吊起,按标记正确平稳地落在转轮法兰上,注意法兰止口不得碰伤。