浅谈贵州马马崖电站1号机下止漏环间隙处理工艺

程玺（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁丹东118216）



浅谈贵州马马崖电站1号机下止漏环间隙处理工艺

摘要：通过对贵州马马崖水电站1号水轮机下止漏环间隙处理工艺的介绍，整理了在狭小配合面处理局部突出部分的消缺思路，并讨论了设备加工焊接时应力未完全释放对设备安装造成影响的可能性，从而强调了机电安装对过程监控的重要性。

关键词：贵州马马崖水电站；水轮发电机组；下止漏环间隙；间隙处理

贵州北盘江马马崖一级水电站为北盘江干流（茅口以下）规划梯级的第2级，属二等大（2）型工程，枢纽工程由碾压混凝土重力坝、坝身开敞式溢流表孔、坝身放空底孔、左岸引水系统及左岸地下厂房等主要建筑物组成。工程任务以发电为主，航运次之。电站装机容量540 MW，安装3台由东方电机厂制造的单机容量为180 MW的水轮发电机组和一台由天津电机厂制造的单机容量为1.8 MW的水轮发电机组，由水电六局贵州马马崖电站机电安装项目部负责机组安装。

1发现问题

在马马崖电站1号水轮发电机组转子与下端轴联接过程中发现下止漏环间隙出现变化（转子与下端轴距离处25mm，即下端轴与水轮机轴需上提25mm），不能满足安装要求，具体数据见表1：

表1　下止漏环间隙　单位：mm

现场测量发现4号导叶与16号导叶方位各有2个渐变的鼓包，鼓包估计宽度有100 mm，长度200 mm。而东方电机厂设计人员通过计算确认机组在机械过速时最大摆度为1.05 mm，为确保机组运行安全，止漏环单边最小间隙为1.50 mm。由于电站工期较紧，我方决定在不吊转轮的情况下进行处理。

2制定方案

分析了转轮室空间结构和下止漏环鼓包位置（见图1），我方考虑了2套方案（见图2）：

图1　止漏环间隙处理空间及鼓包位置示意图

图2　2套方案说明图

分析2套方案发现，方案一中使用简易液压拉床，极大的节省了人力，拉削量较大，效果明显，但支座在操作中不易固定和调平，且拉刀每次放置都需重新调整支座，不利于反复操作，一旦出现拉刀崩断，断裂部分无法取出，风险较高。方案二中使用电动往复工具经行处理，操作简单，但效果和风险与锉刀制作形式和使用材质有较大关系，只能定做锉刀，而打磨量较大，锉刀使用数量较多，成本较高，且处理时间较长。综合比较后，我方从风险角度出发决定采用第二套方案，及磨削加工处理，并根据现场实际情况定制锉刀，锉刀尺寸见图3。

图3　锉刀制作尺寸

3处理下止漏环间隙

根据方案二，我方购置电动吊磨机（见图4）以及定制锉刀（见图5）。

图4　电动吊磨机

图5　定制锉刀

打磨开始前，先抱紧下导瓦（推力轴承在下机架上），并在水导部位架千斤顶，用塞尺将鼓包部位间隙分解，每差0.1 mm为一段，并用记号笔标注在底环相应位置，而后使用千斤顶将转轮顶靠到16号导叶方位，这样在4号导叶方位止漏环最小间隙为2.25 mm（定制锉刀的厚度基本在2～2.2 mm之间），由于转轮与底环接触，因此在打磨期间机组转动部分上尽量不进行焊接作业，如必须进行，需有可靠接地，防止转轮与底环接触面导电粘结，下导瓦绝缘损坏。

打磨时，先将锉刀放入4号导叶方位间隙最小的部位，调整千斤顶，将转轮慢慢靠过来，当感觉锉刀受力后将锉刀取出，用塞尺将16号导叶方位的间隙塞出，在塞出的数据上加0.1 mm塞尺（具体增加量可根据锉刀插入间隙松紧度调整），塞紧16号导叶方位的间隙，并将转轮顶紧，然后塞出4号导叶方位最小间隙，使用电动吊磨机对间隙最小的部位进行打磨，由于锉刀较长，因此只能进行上下打磨，而锉刀与止漏环的接触面较小，为保证打磨的质量，需对该部位反复打磨，直到锉刀两侧在该区域任何位置受力不再满足打磨需求，用塞尺进行测量，并比较原数据，如果数据未变，则更换锉刀，按照上述方法重新调整4号导叶方位间隙，如果数据变大，可在16导叶方位继续增加塞尺，始终保持锉刀两侧受力（我方在处理过程中除每次更换锉刀调整间隙时需增加0.1 mm，其余皆增加0.05 mm）,直到打磨开始前标记的鼓包部位全部打磨完成，依次累加的打磨量大于0.45 mm为止，之后用相同方法打磨16号导叶方位间隙。

通过6名工人，0.5个月持续不断的打磨，在用坏了2台电动吊磨机，800根定制锉刀后，下止漏环间隙基本达到设计要求，具体数据见表2：

表2　处理后下止漏环间隙

4处理结果

贵州北盘江马马崖一级水电站1号水轮发电机组试运行过程中，各部位导轴承摆度均不大于0.15mm，机械过速时各导轴承及支架摆度振动数据见表3。

表3　机械过速时摆度、振动数据

72 h商业运行后，我方对下止漏环间隙进行检查，未发现剐蹭粘研等情况，间隙也未有变化。

通过以上数据和检查结果可以看出，机组在极端条件下转轮部位摆度不会超过0.6 mm，止漏环间隙满足设计运行要求。

5原因分析

马马崖电站1号水轮机底环剖面结构如图6。

图6　底环剖面图

底环与止漏环均分2瓣，把合焊接后整体加工，止漏环对接面开V型坡口，底环现场把合后焊接止漏环对接口并打磨，根据之前的测量记录，未焊接前焊缝两边无凸出部分，焊接完成后由于应力原因，焊缝两边出现凸起，我方对凸起部分进行了打磨处理，使之满足安装要求，转轮吊装到位后下止漏环间隙数据见表4。

表4　

联轴之前测量下止漏环间隙已发生变化，具体尺寸见表5。

表5　

联轴完成后，下止漏环间隙最终变成表1的结果，从结果来看导致最终出现凸起的原因为：底环与止漏环这种组合焊接件未等到内部应力完全释放完成就进行加工，致使应力内存遇外力冲击而释放应力，出现局部突变。而引起应力释放的原因考虑到当时的施工环境，可能是由于土建单位在肘管位置开凿混凝土，风镐连续振动预埋部分长达半个月之久所致。为防止相同情况出现，之后2号、3号底环全部组装焊接后与座环把合，并用风动扳手打紧螺栓，打磨焊缝和最小半径之后，吊入转轮预装。

6结束语

贵州马马崖电站1号机下止漏环凸起部分处理的过程就是一个根据现场实际情况，对比选择施工方案，并将处理过程进行分解量化的过程。在此过程中技术人员深入一线，根据现场情况提出方便操作、方便测量的施工方案最为重要，而对出现问题的原因的分析也再一次警示我们，在机械制造和设备安装过程中，技术人员不能存在任何侥幸心理，必须严格按照制造安装规范和设计要求进行，无法想象如果不是外部因素导致止漏环应力提前释放，一旦在运行过程中由于机组振动致使应力释放，止漏环间隙变小而不能满足运行要求，将会造成多么巨大的损失，因此我们基层的技术人员必须具备很强的责任心，同时既要多在施工中实际操作，又要不断的学习充实自己，这样才能够在力所能及的范围内消除隐患，在非自己可控的范围外出现问题时找到切实可行的办法，保证施工的进度和质量。

参考文献：

[1]GB8564-2003水轮发电机安装技术规范[S].

[2]东方电机厂水轮机底环加工图纸[Z].

作者简介：程玺（1983-），男，工程师，从事水电站机电安装工作。

收稿日期：2015-12-09

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.03.016

中图分类号：TK730.3+23

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2016）03-0055-03