灯泡贯流式机组水轮机桨叶同步性调整技术浅析

摘要：针对凌津滩电厂某台次水轮发电机组水导轴承部位振动超标、影响机组运行的问题，提出桨叶同步性调整方法。实践证明，此方法对优化机组动平衡、改善运行工况具有积极影响。

关键词：灯泡贯流式机组;桨叶同步性;桨叶转角

0    引言

凌津滩电厂灯泡贯流式机组水轮机型号为GZA684-WP-690，额定出力30 MW，转轮由四片浆叶、轮毂、泄水锥、浆叶密封装置及浆叶操作机构构成，转轮长度为4.09 m，轮毂为球形，轮毂直径为2 760 mm。

该厂某台次机组水导轴承部位运行振动值超标，垂直、水平振动值达到200 μm，超出国家标准80 μm，严重影响机组安全稳定运行。该机组长期低负荷运行，造成振动偏大的原因包括导叶开度不同或转轮桨叶与转轮室间隙不均匀造成的水力不均匀、发电机转子空气间隙不均匀造成的磁拉力不均匀、水导轴承瓦间隙偏大、转轮桨叶同步性差等，本文将针对GZA684-WP-690型水轮机桨叶同步性超过设计值这一现象进行分析处理。

1    灯泡贯流式机组水轮机桨叶同步性调整思路和原理

1.1    桨叶同步性偏差数据测量

水轮机大修期间，对转轮叶片的转角及安放角进行测量及核算，桨叶同步性超过设计值，最大偏差为1.3°，数据如表1所示，同样开度状况下，最小与最大开度偏差均大于原设计标准（不超过±0.50°）的要求。全关状况下1号桨叶开度最大，2号桨叶开度最小;全开状况下3号桨叶开度最大，1号桨叶开度最小，需要通过调整处理使得4片桨叶转角不超过±0.50°。

1.2    桨叶同步性调整值理论计算

调整桨叶安放角方法为调整接力器油缸与拐臂耳柄之间墊片的厚度。目前4处垫片厚度均为4 mm，由于1号桨叶未达 达到理论全关位置，需增加垫片厚度。

根据桨叶转角设计图（图1），桨叶在全开位置时，向开方向调整1°接力器油缸与拐臂耳柄间垫片厚度减小9.5 mm，调整2°垫片厚度减小18.9 mm;桨叶在全关位置时，向关方向调整1°垫片厚度增加9.0 mm，向关方向调整2°垫片厚度增加18.1 mm。因此，根据4片桨叶转角不超过±0.50°的设计要求，计算可得桨叶同步性调整理论值为1号垫片减薄2 mm，2号垫片增加11 mm，3号垫片增加5 mm，4号垫片增加4 mm。上述垫片厚度调整值为桨叶原有实测位置与理论位置比较计算得出，实践操作时需要根据实测结果适当调整。

2    桨叶同步性具体调整步骤

（1）由于接力器油缸与桨叶拐臂耳柄之间垫片厚度的调整，为保证桨叶同步性调整完成后，桨叶拐臂与接力器油缸连接螺栓有效受力螺纹长度不小于85 mm，需将螺栓垫片厚度由50 mm减薄至35 mm，按照图2所示对原有连接螺栓进行加工，以满足运行要求。

（2）根据垫片调整理论计算值加工桨叶拐臂耳柄与接力器缸之间的调整垫片，为保证设备运行安全可靠性，垫片不可以采用分半垫片，应采用整圈垫片，每个位置加垫数量不宜超过3片。

（3）装复桨叶接力器，分三次对称紧固桨叶耳柄连接螺栓至设计扭矩值，使用专用工具操作桨叶动作，在桨叶全开和全关位置分别测量调整后的桨叶转角及安放角，若未达到设计要求，则根据实测和核算结果，再次重复上述步骤调整桨叶拐臂耳柄与接力器缸之间垫片厚度，直至桨叶同步性达到设计要求。

（4）桨叶同步性按照新的GB 10969—2008和IEC 60193—1999标准执行，即叶片转角及各叶片间的安放角不超过±0.25°，调整后桨叶转角最大偏差为0.5°。机组开机调试运行，动平衡状态变优，水导轴承振动由原来的200 μm减小到160 μm，效果显著。

3    结语

灯泡贯流式机组水轮机桨叶同步性对机组动平衡、振动摆度等运行参数具有实质性影响，本文以凌津滩电厂水轮发电机组为研究和实践对象，利用机组检修在电厂安装场实施的机会，通过调整桨叶拐臂耳柄与接力器缸之间垫片厚度，消除水轮机桨叶接力器各机构部件因加工或安装带来的桨叶转角偏差，对同类型发电机组优化运行工况具有重要的借鉴意义。

[参考文献]

[1] 刘忠，饶洪德，黄竹青，等.大型灯泡贯流式水轮机桨叶调整研究与实践[J].水利水电技术，2013，44（10）：140-142.

[2] 刘强.灯泡贯流式机组运行稳定性分析[J].水力发电，2007，33（7）：63-65.

收稿日期：2019-11-26

作者简介：秦磊（1990—），男，山西原平人，助理工程师，研究方向：机电设备安装、改造及检修。