浅析灯泡贯流式机组弯曲连杆弯曲处理

张现海，袁 庆，邢维铭

（四川华能嘉陵江水电有限责任公司，四川 南充 637000）

1 引言

青居水电站系嘉陵江苍溪至合川段水电开发十三级规划中的第十个梯级，位于四川省南充市高坪区青居镇，距南充市约17 km，上游接小龙门水电站，下游与东西关水电站相连。电站装有4台灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为34 MW，水轮机型号 GZ（B14）-WP-615，总装机为 136 MW，设计额定水头11 m，额定转速为93.75 r/min。2004年5月28日首台机组投运，2005年5月份4台机组全部投产。主机设备东芝水电设备（杭州）有限公司生产。本文介绍了青居电站3 F机组在运行过程中，弯曲连杆弯曲事件的原因分析及处理方法，希望对从事类似设备运行和检修的人员提供参考。青居水电站水轮发电机组剖面图如图1所示。

图1 青居水电站水轮发电机组剖面图

2 事件回顾

2018年7月22日24：00青居电站3 F机组在计划停机过程中，上位机发出8号弯曲连杆弯曲信号器报警。机组正常停机后，运行人员现场外观检查发现8号弯曲连杆与信号器偏离10 mm左右（正常情况下信号器与弯曲连杆之间没有间隙），8号弯曲连杆明显弯曲。其他15个弯曲连杆经检查未发现异常。随后运行人员通知站长组织相关技术人员分析事件原因。（导水机构正下方）如图2所示。

图2

3 原因分析

7月23日，由运维部、生产技术部等相关专业技术人员到现场进行了详细查看，-Y向8号弯曲连杆明显弯曲。青居电站导水机构安全装置采用的是弯曲连杆，导叶在动作过程中弯曲连杆有足够强度带动导叶转动，但当导叶间有异物卡住时，或导叶轴和导叶臂不能正常转动时，控制环推动弯曲连杆带动导叶臂转动，对弯曲连杆操作推力，该操作推力大于正常操作力1.5倍时，弯曲连杆将会产生弯曲，其他导叶仍可正常转动，机械部件起到保护作用，避免事故扩大。分析认为：若导叶臂与导叶轴之间发生卡阻情况，而引起的弯曲连杆弯曲，则在弯曲连杆不正常的推力作用下，导叶轴与导叶拐臂之间因发卡而非正常转动，必将导致导叶轴与导叶拐臂之间的密封受损而漏水，同时因为导叶与导叶臂之间的发卡而产生铁削，但从现场外观检查来看，8号导叶拐臂处既没有漏水也没有发现铁削。可以排除导叶与导叶轴之间转动发卡引起的弯曲连杆弯曲的原因。发生弯曲连杆弯曲的8号处于导水机构的下部，分析认为：流道进口拦污栅在进行提起清渣时，附着在拦污栅上的树棒可能脱落水中进入流道，同时也发现前池拦污栅栅条有损坏，拦污栅有80 cm×100 cm孔洞（见图 3）。

图3

这使前池漂浮的树棒进入流道增加了可能，在机组停机导叶关闭过程中有树木棒卡在导叶之间，在导叶关闭时使弯曲连杆造成弯曲，应该是该次事件的主要原因。同时弯曲连杆弯曲的部位在最下部，也符合较大、较重的树棒在流道中运动的规律，也可以说明导叶之间发生了异物卡塞。

4 事件处理经过及检查试验

4.1 导叶之间异物清除

通过对事件的原因分析，基本认定导叶关闭后导叶立面间隙之间卡有异物（导叶断面间隙约1 mm左右，不易发生大的或硬的漂浮异物卡塞）。仅对发生的弯曲连杆弯曲更换工作比较容易，但更换弯曲连杆后导叶之间的异物不能清除掉，导叶立面间隙不能准确掌握，因此决定落门排除流道水，进入流道彻底清除导叶之间的异物，检查导叶间隙，使事件得到更好处理。

流道排水至无压后，打开流道进人门，工作人员按照密闭空间作业要求，符合条件后，开始对流道进行检查。检查发现8～9号导叶立面间夹有树干及杂物，导叶立面间隙大约15 cm左右没有关闭到位；打开导叶清除8～9号导叶立面间夹有的树干及杂物，同时发现导叶前部还有较多的杂物其中最大树干直径约50 cm，最长约3 m。

对大的树木采取分解处置，并将所有异物清除出流道后，开始进行弯曲连杆更换工作。

4.2 弯曲连杆更换

灯泡贯流式机组的重锤，在机组事故低油压或事故停机时，泄压阀组动作，在调速器对导叶不起操作作用的情况下，重锤可以将导水机构导叶关闭。机组在安装或大修完成后，导叶立面之间存在一定的预紧力，即接力器的压紧行程，目前8号弯曲连杆已经弯曲，其与相邻导叶立面之间没有了预紧力，但由于弯曲连杆之间的直线长度变短，若要更换新的弯曲连杆，需要手动（自动也可）操作调速器将导叶打开一个开度，使弯曲连杆在自由状态下，方能方便更换新的弯曲连杆。导叶打开一个小开度（如打开5%左右），做好关闭调速器主油阀，由于重锤的作用及接力器两腔之间串油（不串油是理论状态），导叶会有关闭趋势，影响施工人员更换弯曲连杆的工作安全。可以采取两种措施保证施工安全，①导叶打开一小开度后在接力器一侧加一个合适的铁垫，防止重锤关闭导叶；②在导叶打开一小开度后，利用吊车将重锤吊起，锁住重锤。本次现场处理弯曲连杆采取安全措施是第二种方式，如图4所示。

图4

在其他安全措施完成后，拆除8号已弯曲的弯曲连杆，更换新的弯曲连杆。

4.3 弯曲连杆恢复后的检查试验

弯曲连杆恢复后的检查试验见表1。

表1 3 F机组导叶立面间隙测量数据及结论

关闭流道进人门，流道充水及提检修门，检查3 F机组无潜动情况。

做调速器扰动试验及开、停机试验均无异常，最后机组开机并网运行，机组运行正常。

开机前、后数据记录如表2。

表2 检修前后数据对比

5 结论

本次8号弯曲连杆弯曲事件由导叶之间夹渣引起，停机过程中出现的报警信号均与弯曲连杆弯曲有关，属正常报警信号。

发生弯曲连杆弯曲事件后，应认真分析原因，不建议在原因不明时，重复操作导叶，那样将会加大导水机构其他部件损坏程度，增大处理事件的难度。

6 结束语

本次消缺考虑发电要求，仅更换已弯曲连杆，未彻底解体检查套筒、拐臂以及其他弯曲连杆是否存在细微变形，但这次事件的处理从 最开始的原因分析，到中间对流道杂物的分解清理及更换弯曲连杆等一系列的处理过程，所采取的方式、方法、处理顺序，再到最后机组并网运行，无疑是成功的，也大大缩短了此次缺陷处理的时间；同时对行业贯流式机组出现类似事件具有借鉴意义。