贯流式水轮机导叶套筒偏心销拔销装置的优化与应用

贯流式水轮机 导叶套筒偏心销拔销装置的 优化 与应用

唐军

蜀河水力发电厂 陕西旬阳 725721

［摘要］ 贯流式水轮发电机组的导叶套筒密封，受结构形式等各方面影响，机组长期运行后密封磨损会引起导叶套筒渗漏水。需要在机组大小修中拆卸导叶套筒及偏心销，更换密封。蜀河水力发电厂在机组检修中，结合工作实践，对导叶套筒偏心销拔销工具进行了优化改造。采用新型导叶套筒偏心销拔销装置，有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的；解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。并且在机组A级检修和小修中已广泛使用。有效的使机组检修能够提前完工，顺利完成超发电量任务，创造较好的经济效益。

［关键词］贯流式水轮机；导叶套筒；偏心销

0 引言

贯流式水轮发电机组的导叶套筒密封，受结构形式等各方面影响，机组长期运行后密封磨损会引起导叶套筒渗漏水。需要在机组大小修中拆卸导叶套筒及偏心销，更换密封。

蜀河水力发电厂1、2、5、6号机组均为东方电气集团东方电机有限公司设计制造的贯流式水轮发电机组，水轮机型号（GZ657-WP-545）。导套筒叶采用摩擦环结构形式，偏心销是用于导叶套筒安装固定的主要部件；偏心销主要用来传递导叶动作过程中所需要的扭矩。摩擦环结构形式紧密，偏心销配合间隙较小，检修中拆卸困难。且偏心销因长期承受导叶动作过程中所产生的扭矩，外形尺寸会发生蠕变。进一步增大了偏心销在机组检修中的拆卸难度。

蜀河水力发电厂在机组检修中，结合工作实践，对导叶套筒偏心销拔销工具进行了优化改造。采用新型导叶套筒偏心销拔销装置，有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的；解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。并且在机组A级检修和小修中已广泛使用。有效的使机组检修能够提前完工，顺利完成超发电量任务，创造较好的经济效益。

1 原有设备状况

蜀河水力发电厂1、2、5、6号机组均为东方电气集团东方电机有限公司设计制造的贯流式水轮发电机组，水轮机型号（GZ657-WP-545）。导套筒叶采用摩擦环结构形式，偏心销是用于导叶套筒安装固定的主要部件；偏心销主要用来传递导叶动作过程中所需要的扭矩。摩擦环结构形式的偏心销配合间隙较小，检修中拆卸困难。偏心销通常穿设在导叶套筒中，当需要将偏心销取出时，往往需要在偏心销上设置一个卡扣，再通过卡钳等具有卡爪功能的工具卡住偏心销上的卡扣，再将卡钳向上提将偏心销从导叶套筒中取出。但是这种夹取方式存在很多弊端。例如，卡钳夹住偏心销上的卡扣，如果施力不均，会造成卡扣断裂；使用卡钳取出偏心销会耗费工人大量的时间、消耗工人大量的劳动量，导致工作效率低下。

2 原因分析及改造的必要性

⑴贯流式水轮发电机组的导叶套筒密封，受结构形式等影响，机组长期运行后密封磨损会引起导叶套筒渗漏水。需要在机组大小修中拆卸导叶套筒，更换密封。

⑵蜀河水力发电厂1、2、5、6号机组导套筒叶采用摩擦环形式，结构形式紧密，偏心销配合间隙较小，检修中拆卸困难。

⑶导叶套筒偏心销主要用来传递导叶动作过程中所需要的扭矩。机组长时间运行后，偏心销因承受导叶动作过程中所产生的扭矩，外形尺寸会发生蠕变。进一步增大了偏心销在机组检修中的拆卸难度。

原有的偏心销拔销工具使用不便，卡钳易断裂，费时费力，工作效率低下。需要制作新型的偏心销拔销装置，并与液压工具配套使用，便于导叶套筒偏心销的拆卸工作。

3 新型导叶套筒偏心销性能介绍

⑴本项目提供的导叶套筒偏心销拔销装置通过柔性连接件将提升组件和偏心销连接，再通过操作提升组件以带动偏心销在导叶套筒内运动，能够有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的。

⑵新型导叶套筒偏心销拔销装置，通过设置支撑座并将其抵接在导叶套筒的外表面，不仅使得提升组件能够更加平稳地提升偏心销，还能够有效地保证提升偏心销时所需要的行程，而且该导叶套筒偏心销拔销装置整体结构简单、操作方便。

⑶新型导叶套筒偏心销拔销装置，有效的解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。

4 项目实施及优化

⑴新型导叶套筒偏心销拔销装置，包括提升组件1和柔性连接件2，提升组件1包括支撑座11和提升架12，支撑座11抵接在导叶套筒的外表面，提升架12设置在支撑座11上，提升架12通过柔性连接件2与偏心销连接（如图1所示）。

图1

导叶套筒偏心销拔销装置通过柔性连接件2将提升组件1和偏心销连接，再通过操作提升组件1以带动偏心销在导叶套筒内运动，能够有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的。同时，通过设置支撑座11并将其抵接在导叶套筒的外表面，不仅使得提升组件1能够更加平稳地提升偏心销，还能够有效地保证提升偏心销时所需要的行程，而且该导叶套筒偏心销拔销装置整体结构简单、操作方便。

如图1所示，提升组件1用以将偏心销从导叶套筒内拔出，柔性连接件2用以连接偏心销和提升组件1。之所以使用柔性连接件2的原因在于柔性连接件2可自动适应提升组件1与偏心销之间角度、位移的误差，同时还能够承受一定的拉力。在本项目中，柔性连接件2可使用如钢缆、尼龙绳等。提升组件1中的支撑座11主要用以对该导叶套筒偏心销拔销装置提供支撑并为偏心销的移动预留出一定的行程空间。因此，在本项目中，支撑座11成倒U形，支撑座11两端的支腿直接抵接在导叶套筒的外表面上，支撑座11两端支腿之间的支撑板用以承载该导叶套筒偏心销拔销装置。支撑板的下表面与导叶套筒外表面之间的空间即可满足偏心销移动所需要的行程空间。

⑵本项目提供的另一种带液压工具的新型导叶套筒偏心销拔销装置。参考图2，提升架12包括液压组件和支杆124，液压组件包括液压缸125和液压杆126，液压杆126的一端可伸缩地设置在液压缸125内，支杆124设置在液压杆126的另一端，柔性连接件2与支杆124相连接。

图2

本方案中将偏心销从导叶套筒内拔出通过液压组件实现。液压组件中的液压缸125设置在支撑座11上，液压杆126设置在液压缸125，支杆124固定设置在液压缸125的伸出端上，至少两组柔性连接件2的两端分别与支杆124的两端连接。相应的，支杆124的设置方式也应保证在提升偏心销时，柔性连接件2与提升架12或者螺杆121不会发生干涉。液压组件还包括复位装置127和液压手柄128，通过复位装置127可以将液压杆126恢复到初始位置，以便完成下一次地工作；通过液压手柄128可便于操作人员操作液压杆126在液压缸125内的升降。

5 试验结果及应用

2017年1月1日至4月30日，蜀河水力发电厂在机组A级检修和小修中，自行研究制作，采用新型的导叶套筒偏心销拔销装置拆卸偏心销。有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的；同时还能够有效地保证提升偏心销时所需要的行程高度。而且该导叶套筒偏心销拔销装置整体结构简单、操作方便。有效的解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。

6 应用效果

自2018年1月1日至今，在蜀河水力发电厂二、五号机组A级检修和其它机组小修中，已广泛使用本项目提供的导叶套筒偏心销拔销装置拆卸偏心销。该装置整体结构简单、操作方便。有效的解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。二、五号机组A级检修中共提前10天完工，超发电量1080万度，按照0.333元/度，新增利润359.64万元。

7 结论

蜀河水力发电厂在机组检修中，结合工作实践，对导叶套筒偏心销拔销工具进行了优化改造。采用新型导叶套筒偏心销拔销装置，有效地实现将偏心销从导叶套筒中拔出的目的；同时还能够有效地保证提升偏心销时所需要的行程高度。而且该导叶套筒偏心销拔销装置整体结构简单、操作方便。本项目在蜀河水力发电厂机组A级检修和小修中已广泛使用。有效的解决了现有技术中从导叶套筒中取出偏心销时卡扣易断裂、耗时耗力等问题，提高了工作效率。使机组检修能够提前完工，顺利完成超发电量任务，具有推广和应用价值。