大型轴流转桨式水轮机转轮检修对策研究

大型轴流转桨式水轮机转轮检修对策研究

张松

云南大唐国际李仙江流域水电开发有限公司，云南普洱 665000

摘  要：大型轴流转桨式水轮机转轮检修是水电厂水轮发电机组A级检修工作的重中之重，本篇文章将目光集中于大型轴流转桨式水轮机转轮检修管理，主要讨论了大型轴流转桨式水轮机的转轮结构，分析了转轮检修的技术要点，希望通过本篇文章的探讨和分析可以为相关工作人员提供更多的参考与借鉴，为电厂开展轴流转浆式水轮机解体检修提供理论依据。

关键词：技术要点；大型轴流转桨式水轮机；转轮；结构；检修

水轮机的作用是将水流能量转换成旋转机械能，是水电厂核心设备。轴流转桨式水轮机多应用于低水头、大流量的大中型水电站，但因同等水头下效率较其它类型水轮机具有较明显的优势，近年来也在中小型水电站得到了推广和应用。

与其它类型的水轮机相比，轴流转浆式水轮机结构更加复杂，相应的检修维护技术难度也更高，常规水轮机的检修维护和缺陷处理工作在机组C修时就能进行，但轴流转浆式水轮机的检修消缺陷工作必须结合机组A修，将转轮体吊出后才能开展。因此，落实轴流转浆式水轮机转轮的检修工作是十分必要的，这可以更好的保障大型轴流转桨式水轮机的性能，避免安全事故的出现，而想要确定轴流转桨式水轮机转轮检修的方案，首先需要清楚大型轴流转桨式水轮机的转轮结构。

一、大型轴流转桨式水轮机转轮结构

在对大型轴流转桨式水轮机转轮结构展开分析时主要可以从转轮缸体、转轮轮叶、轮叶枢轴、轮叶操作机构、泄水锥等部分着手。

在分析大型轴流转桨式水轮机转轮结构之前需要先了解大型轴流转桨式水轮机转轮的各项技术参数，一般情况下，基于大型轴流转桨式水轮机转轮检修需求，在技术参数分析上主要需要了解以下几点内容，分别为水轮机型号、转轮直径、浆叶数量、额定转速、额定出力、额定流量、额定水头、旋转方向、浆叶额定操作油压等等。在了解这些参数以后，我们可以结合轮叶的控制原理来掌握轴流转浆式水轮机的各机械部件结构和作用，并在此基础上分析转轮体的结构组成和维修方案[1]。

二、大型轴流转桨式水轮机转轮检修要点

1、转轮内轴套

在转轮运行年限相对较长的情况下，轴套磨损问题是较为明显和突出的，轴套磨损会导致浆叶和浆叶操作机构发生位置偏移，进而造成其他部件受到磨损。针对于这一问题，在大型轴流转桨式水轮机转轮检修之前，应当根据轴套材质和运行需求明确轴套更换时间，即要做好轴套强度分析，保障轴套强度，又要确保轴套可以满足重荷载要求且具备较好的耐磨性。在此之后根据大型轴流转桨式水轮机转轮的检修周期确定检修时间，以此为依据落实转轮内轴套的检修工作。

2、叶片密封更换

在叶片密封更换的过程中检修工作人员首先需要了解大型轴流转桨式水轮机转轮叶片出厂时的密封设计，定购同型号密封作为备件在转轮检修解体后进行更换，如果原密封形式密封效果相对较好则按照原厂设计落实叶片密封更换。如果实际运行中转轮轮叶密封效果不理想，则需要结合实际进行测量，优化密封形式，并对密封形式做出调整，以便达到更好的密封效果。

3、活塞杆密封更换

在活塞管密封更换的过程中相关工作人员需要考量的是更换后的设计与原设计是否存在尺寸误差，在此基础上留出一定的加工空间，便于后续调试，然后通过耐压试验和动作实验多种方法判断其密封性是否达到预期标准[2]。

4、活塞缸、活塞、活塞环修复

在活塞环修复的过程中需要参照相关厂家提供的修复预案，在此基础上分析活塞环的材质性能，通过打磨调整的方式不断地优化修复方案，保障其性能恢复。而在活塞和活塞缸修复的过程中可以采用补焊打磨的方式提高修复效果。除此之外，因为运作原因，在活塞、活塞杆、活塞缸修复的过程中很容易会出现油腔内存在异物的问题，例如螺栓掉落等等，必须做好异物检查和清理，否则就会导致活塞缸、活塞、活塞环在运行的过程中出现磨损，影响后续的正常使用。为了有效避免这一问题，相关工作人员在活塞缸、活塞、活塞环检修之后可以通过检查是否存在窜油的问题判断是否存在异物，也可以通过活塞缸、活塞、活塞环的表面观察，分析是否有划伤判断油腔内是否存在异物。

5、轮毂修复

大型轴流转桨式水轮机经过长时间运转轮毂的过流面很容易遭到腐蚀，尤其是浆叶进出水的边缘空蚀问题尤为严重，检修工作人员在实践工作落实的过程当中可以优先对浆叶进出水的边缘空蚀区域进行加工，通过补焊不锈钢和后期打磨的方式进行处理。

6、螺栓检测

螺栓检测同样是大型轴流转桨式水轮机转轮检修中的重点内容，为了避免在检修工作落实的过程中对机械设备造成破坏，更好的完成检测工作，应判断螺栓螺母的性能是否达到标准。一般情况下，相关检修工作人员可以通过超声波检测和渗透检测技术进行探伤检测，如果通声波检测技术和液体渗透检测技术发现螺栓螺母存在缺陷时，则应更换相应的螺栓和螺母，保障机械设备的正常运行。

7、浆叶操作机构修复

在浆叶操作机构修复过程中需要着重考量的部件应当是拐臂、连杆，因为轮毂受油的长期浸泡很容易会导致拐臂连杆表面的油漆面出现起泡甚至脱落的情况，掉落的油漆造成了一定程度的系统内部污染，并会随着油流循环到达油压操控系统，影响设备的正常运行。除此之外，如果轴套磨损较为严重时会导致部件出现位置偏移，这会导致非接触面出现划伤的情况。针对于这些问题，检修工作人员首先需要在检修工作落实的过程当中做好油漆脱落处打磨，在此之后在对应区域涂抹防锈油、防护面漆，对操作油进行过滤并经化验合格，从而解决长期接触轮毂油导致的起泡脱落等相应的问题。与此同时还需要检测是否存在划伤面，如果存在应当及时的做好补焊打磨处理，保障粗糙度和平面度符合于机械设备正常运行需求

[3]。

8、转轮整体翻身

在大型轴流转桨式水轮机转轮检修工作落实的过程中会涉及到转轮整体翻身的问题，相关工作人员可以引入三支点翻身的方法，拆除泄水锥、浆叶、活塞杆之后利用两个转轴、两个支座完成转轮整体翻身工作，这样转轮翻身所使用的工具将为轻巧，操作起来也较为简便。三支点翻身法具有这以下几点优势：首先引入的两个转轴既可以充当支撑销轴也可以作为吊销轴。其次，两个支座的硬性要求相对较低，有着高度低体积小的优势，这样在操作的过程当中所需要占用的空间也会相对较小。再次，这种操作方式在实践应用的过程中不仅方便而且安全。最后，该种操作方式是可逆的，也就是可以满足卧式、立式检查需求。

三、注意事项

落实大型轴流转桨式水轮机转轮检修工作是十分必要的，相关工作人员除了需要明确检修的重点和解决对策另外还需要注意以下几点问题。

首先，转轮体的检修必须结合机组A级检修工作才能开展，因此，在检修之前必须在进行充分的分析和论证，准备足够的检修物资和专用工器具并配备充足检修技术人员才能开展，同时需结合转轮运行年限对转轮体各部件密封进行更换。

其次，在检修工作落实的过程当中应严格按照水轮机检修规程和水轮机检修作业指导书开展检修作业，严格执行质量验收制度，以确保修后各处密封严密，桨叶操作灵活。

最后，如电厂是首次开展轴流转浆式水轮机解体检修工作，应聘请水轮机厂家技术人员到厂进行技术指导并根据实际检修情况做好部件返厂维修加工的工作联系，否则将可能发生检修质量事件和造成检修工期的延误。

四、结束语

大型轴流转桨式水轮机转轮检修工作落实的过程中需要考量的内容相对较多，对于相关工作人员的专业性要求也相对较高，相关工作人员需要明确大型轴流转桨式水轮机转轮的内部结构和大型轴流转桨式水轮机转轮检修的技术要点，在此之后严格按照相应的操作规范落实检修，并且做好准备工作，明确检修的要点，提高检修的质量和效率。

参考文献：

[1]邱崇俊,刘兴胜,李灿东,李伟.大型轴流转桨式水轮机转轮现场组装及安装技术[J].水电站机电技术,2020,43(10):5-7+14.

[2]丁况.桐子林水电站大型轴流转桨式水轮机转轮组装[J].水电与新能源,2017(09):15-17.

[3]安津,熊建平.大型轴流转桨式水轮机转轮检修改造[J].红水河,2013,32(02):78-82.