CN101893502A - 轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电厂水轮机发电机检修方法，具体是轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法。包括如下步骤：(1)试验设备安装；(2)只需将机组受油器、受油器操作油管和受油器油箱拆除；(3)安装密封试验盖：试验盖上设有连接试验架关、开侧的接口、连接试验架回油侧接口，将试验盖与转轮励磁机主轴连接；连接试验架与试验盖开、关、K腔(转轮体内)接头管路；(4)转轮渗漏试验。具有方法简单，节省检修费用，在发现有问题时就能进行试验，能及时发现和有效地控制水轮机转轮的渗漏油隐患，确保机组转轮渗漏油能得到及时的控制，以保护下游水源不受到污染，具有广泛的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电厂水轮机发电机检修方法，具体是轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法。
背景技术
在现有技术中，轴流转浆式水轮发电机组(哈尔滨电机厂制造)水轮机转轮名义直径8.0m，装有4个叶片，转轮体呈球形，用ZG20MnSi铸造，其轮毂比为0.38，转轮接力器直径φ2100mm，置转轮体上端，叶片密封采用橡胶压制的“λ”型密封圈，“λ”字密封圈安装在转轮体与叶片法兰之间的密封槽内，“λ”字密封圈具有良好的双向密封性能。叶片采用ZGOCr13Ni4Mo不锈钢铸造。叶片操作机构用操作架结构，其转轮叶片的转动靠油压来控制，压力油通过调速器、受油器及操作油管进入转轮接力器的上腔或下腔，推动活塞，活塞与操作杆为整体结构，操作杆与操作架用卡环连接，活塞运动带动操作架，通过连杆转臂操作叶片转动。叶片转角工作范围为-10°～+18°，可关到-13°。活塞全行程为332mm，在转轮体下部的连接体两侧对称装设有两个滑块导向装置，以固定叶片按设计轨迹转动。
按规定，水轮机转轮每间隔6～8年进行一次A级检修。检修时需要对转轮进行分解检查和处理并对叶片密封装置渗漏和动作试验，以检查叶片止漏装置和各组合缝处的渗漏油情况和叶片转动的灵活性，是否符合规定要求。《发电厂设备检修规程》规定的机组6～8年进行一次水轮机转轮的渗漏和动作试验，会导致在这个期间运行的机组出现主轴或转轮渗漏油的缺陷无法准确判断，给处理工作带来不便和困难。机组需要在每8年一次的A级检修期间进行，需要将受油器、励磁机定转子、上导轴承、上机架、定子、推力轴承、下机架、各段主轴、接力器、调速环、支持盖、导叶和各段操作油管依次分解吊出后，才能将转轮拆除吊出，然后在安装间将转轮分解检修完毕后按标准回装到符合渗漏试验要求后进行。以往进行轴流转桨式水轮机转轮的渗漏和动作试验都是在机组A级检修期间实施的，试验方法和试验过程复杂繁琐、占用大量的检修场 地并存在较多的安全隐患，转轮分解、检修及试验的工期长，工作量大，投入的人员和财力极大并且存在着较大的安全风险，同时也消耗大量的检修材料。
太平湾电站机组检修规程规定，机组每4年进行一次机组的B级检修，每8年进行一次A级检修，这样就造成了每台机组在8年运行过程中只能进行一次转轮叶片的渗漏及动作试验，从而不能及时准确的掌握水轮机转轮的运行状态。由于轴流转桨式水轮机转轮的特殊功能，转轮内盛有大量的用于操作叶片转动的透平油(15吨左右)，并且都有一定压力(一般压力为0.3～0.4MPa)。如果转轮在运行期间出现渗漏且不能及时处理的话，大量的油会直接排到下游造成严重的环境污染。
由于轴流转桨式机组的特殊结构原因，当机组长时间处于运行状态下，水轮机转轮内部操作机构动作频繁，会造成转轮内部配合构件不同程度的机械磨损，特别是安装在转轮体与叶片枢轴法兰之间用于密封的“λ”盘根的磨损和腐蚀。机组长时间不间断的运行，也会导致水轮机主轴和转轮内部各类橡胶密封件产生老化、变形、龟裂等问题，这一切的缺陷和隐患都会因为没有定期进行转轮的渗漏和动作试验而无法发现。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足而提供一种在B、C级检修周期内都能全面的掌握主轴、转轮的渗漏情况以及转轮接力器、叶片的动作情况的轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法。
本发明的技术解决方案是：轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法包括如下步骤：
(1)试验设备安装：打压泵与试验架连接；连接打压泵进、排油口钢丝管，并将管路放入集油槽内；分别用高压胶管与打压架开、关、K腔连接；安装试验架各部压力表；集油槽注油并关闭注油阀；
(2)只需将机组受油器、受油器操作油管和受油器油箱拆除；
(3)安装密封试验盖：试验盖上设有连接试验架关、开侧的接口、连接试验架回油侧接口，将试验盖与转轮励磁机主轴连接；连接试验架与试验盖开、关、K腔(转轮体内)接头管路；
(4)转轮渗漏试验：打开试验架K腔供油阀门，同时检查其他供油阀门在 关闭位置，启动打压泵开始供油升压，观察试验架上压力表数值达到0.5MPa时停止油泵工作，关闭供油阀门；观察并始终保持这个压力16小时，在16小时内应观察压力表压力是否变化，并记录变化值；
在转轮体K腔耐压过程中，控制试验架转轮开、关侧阀门和排油阀门开启和关闭，并检查阀门开启和关闭位置正确后，控制打压泵启动和停止，来实现升压和排压，达到控制轮叶接力器动作目的，每小时开关轮叶2～3次；
如果试验合格，只需要将试验管路内的油排回集油槽即可，油排空后就可进行受油器的回装；
如果渗漏试验不合格，从转轮排油阀接管将转轮内油全部排回透平油库。转轮内油排净后，将集油槽内存油全部排空后，关闭集油槽排油阀。
对发现的问题进行处理后，按上述方法重新进行试验。
根据励磁机主轴内操作油管动作原理，按操作油管尺寸设计试验盖内导管，使得试验盖内导管与操作油管尺寸相同，按励磁机大轴法兰尺寸设计试验盖护盖，使得试验盖内腔尺寸与励磁机主轴内腔尺寸相同，试验盖内腔高度大于等于操作油管动作高度(转轮接力器活塞全行程332mm)。
转轮渗漏试验质量标准
1、试验用油的油质应合格，油温不应低于+5℃。
2、最大试验压力为0.50MPa。
3、在0.50MPa压力下保持16h。
4、在试验过程中，每小时操作叶片全行程开、关2～3次。
5、各组合缝不应有渗漏现象，耐压试验后的12h内，每个叶片的总漏油量不应超过12ml/h。
6、叶片在全开和全关状态下转角应一致，偏差不应超过±30°。
7、转轮接力器动作应平稳，开启和关闭的最低油压不应超过额定工作压力的15％，即0.40MPa。
8、主轴各部位连接法兰密封处无渗漏。
本发明的优点是：1、该方法和过程简单，投入的试验人员少，并能节省大量的检修材料，而且能全面检验出主轴、转轮以及转轮与转轮室之间间隙存在 的问题，可节省大量的检修时间、降低检修成本和作业的安全风险。2、改变了原有转轮渗漏及动作试验只能在机组A级检修期间才能进行的项目，使这种复杂和要求很高的试验项目可在B、C级(四年、一年或半年)检修、春秋检期间进行，甚至可以在发现有问题时就能进行，大大增强了试验的可操作性。能使机组在一个A、B级检修周期内，随时都能对转轮叶片动作情况以及转轮及主轴密封装置渗漏情况进行监控，及时发现缺陷和隐患，为制定有针对性的检修计划和处理方案，提供可靠的技术数据。3、不仅可以定期检验转轮检修安装质量，也能检验出主轴、叶片和操作油管各部密封装置检修安装质量，能及时发现和有效地控制水轮机转轮的渗漏油隐患，确保机组转轮渗漏油能得到及时的控制，以保护下游水源不受到污染，具有广泛的推广价值。4、按一台机组转轮A级检修预计节省的各项费用如下：按每台机组转轮分解检修提前工期10天计，投入人工工日按每天60个计算，则人工费节约10×60×65.12≈4.5万元。按提前投入运行10天，日均发电量800000kW·h计算，多发电量约合800000kW·h×10×0.15元/kW·h＝120万元。按转轮检修提前10天或减少部分检修项目节省材料费2.5万元计，总计一次性创造价值127万元。
下面将结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明的试验设备布置结构简图。
图2是本发明的试验盖结构简图。
具体实施方式
轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法：
1.1需要具备条件：
1.1.1机组在B、C级(四年、一年或半年)检修期间就可以进行。不需要将水轮机上部大件吊出和分解，只需要将机组受油器、受油器操作油管和受油器油箱拆除即可。
1.1.2试验设备包括：参见图1、2，试验盖1、打压泵2、试验架3、三条高压胶管4、5、6(20米3根)、两条钢丝管7、8(30米2根)、压力表9、控制阀10，集油槽11，转轮12。根据励磁机主轴内操作油管动作原理，按操作油管尺寸设计试验盖内导管，试验盖1与转轮12的励磁机主轴13连接。试验盖1上有接试验架3关侧的接口15，有接试验架3开侧的接口16，有接试验架 3回油侧的接17。试验盖1结构为中间加工一个圆孔，与主轴中心的操作油管为间隙配合，将主轴中心外腔与操作油管内腔隔离，同时亦将操作油管的中心腔和外腔隔离成各自独立的两个压力油腔，用于转轮叶片的操作，接15与操作油管的外腔连通，其下部与轮叶接力器开启腔连接，接16下部与操作油管的中心腔连通，其下部与轮叶接力器关闭腔连接。
1.2试验设备安装：
1.2.1按要求摆放试验架3、打压泵2，并摆放整齐。
1.2.2连接打压泵2与试验架3，并法兰连接牢固。
1.2.3连接打压泵2进、排油口钢丝管7、8，并将钢丝管7、8管路从集油槽11人孔放入油槽内。
1.2.4分别用高压胶管4、5、6与打压架3开、关、K腔连接。
1.2.5安装试验架3各部压力表9。
1.2.6打压泵2电机接线。
1.3集油槽11、转轮12充油：
1.3.1检查其它三台机组压油装置集油槽排、注油阀在关闭位置。
1.3.2打开集油槽11注油阀。
1.3.3开始注油，在集油槽11注油过程中要派专人监护集油槽11油面变化情况，转轮12、和操作油管开、关及K腔内用油在12吨左右，集油槽11内能装20立方米的油，将集油槽11内注15吨左右的油后，停止注油，并关闭注油阀。
1.3.4如果转轮12没有排油，可直接安装试验盖1，连接开、关、K腔高压胶管4、6、5。
1.3.5如果转轮12内已经排油，可从励磁机上主轴13与受油器开口处，先将转轮12的K腔(转轮体内)注满后，再按先关侧后开侧的顺序将转轮12接力器活塞和操作油管内注满油。
1.4安装试验盖1：先将试验盖1操作油管法兰盖安装，再将试验盖1主轴外盖罩上后，连接试验架3与试验盖1的开、关、K腔接头高压胶管4、6、5 管路，注意连接开、关、K腔时一定要位置正确。。
1.5转轮12渗漏试验：
1.5.1打开试验架3的K腔供油阀门14，同时检查其他供油阀门在关闭位置，启动打压泵2开始供油升压，观察试验架3上压力表数值达到0.5MPa时停止油泵工作，关闭供油阀门。观察并始终保持这个压力16小时，在24小时内应观察压力表压力是否变化，并记录变化值。
1.5.2每隔1小时，控制试验架转轮开、关侧阀门和排油阀门开启和关闭，并检查阀门开启和关闭位置正确后，控制打压泵2启动和停止，来实现升压和排压，达到控制轮叶接力器动作目的。
1.6集油槽11、转轮12排油：
1.6.1如果试验合格，只需要将试验管路内的油排回集油槽11即可，油排空后就可进行受油器的回装。
1.6.2如果渗漏试验不合格，从转轮12排油阀接管将转轮12内油全部排回透平油库。转轮12内油排净后，将集油槽11内存油全部排空后，关闭集油槽11排油阀。
1.6.3对发现的问题进行处理后，按上述方法重新进行试验。
1.7试验设备拆除：
1.7.1拆除励磁机主轴13上试验盖1，拆除的各管路法兰、接头及试验架3各接头应将油清除后，用破布和塑料布包好。
1.7.2将试验盖1各部存油清除干净后，用破布和塑料布将接头和法兰包好，并将其运到指定地点存放。
试验例
太平湾发电厂四号机组A级检修转轮不吊出坑渗漏试验记录：
1试验用油的油质应合格，油温不应低于+5℃。
2转轮K腔最大试验压力为0.50MPa。
3转轮K腔在0.50MPa压力下保持16小时，转轮各组合缝无渗漏现象，耐压试验后的12小时内，每个叶片的总漏油量不超过12ml/h。
4在试验过程中，每小时操作叶片全行程开、关2次，叶片动作灵活，无卡阻现象。四个叶片在全开和全关状态下转角基本一致，偏差小于±5°。
5转轮接力器动作平稳，操作油管和接力器活塞渗漏情况合格，关闭时操作油压平均为0.45MPa。开启时操作油压平均为0.35MPa。
6转轮K腔耐压时，主轴各部位连接法兰密封处无渗漏现象。
上表试验记录充分说明太平湾发电厂太站轴流转浆式水轮机转轮渗漏及动作试验方法是相当成功的。
Claims (2)
1.一种轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)试验设备安装：打压泵(2)与试验架(3)连接；连接打压泵进(2)、排油口钢丝管(7、8)，并将钢丝管(7、8)管路放入集油槽(11)内；分别用高压胶管(4、5、6)与试验架(3)开、关、K腔连接；安装试验架(3)各部压力表(9)、控制阀(10)；集油槽(11)注油并关闭注油阀；
(b)只需将机组受油器、受油器操作油管和受油器油箱拆除；
(c)安装密封试验盖：试验盖(1)上设有连接试验架关、开侧的接口(16、15)、连接试验架回油侧接口(17)，将试验盖(1)与转轮励磁机主轴(13)连接；连接试验架(3)与试验盖(1)开、关、K腔接头管路；
(d)转轮渗漏试验：打开试验架(3)K腔供油阀门(14)，同时检查其他供油阀门在关闭位置，启动打压泵(2)开始供油升压，观察试验架(3)上压力表数值达到0.5MPa时停止打压泵(2)工作，关闭供油阀门；观察并始终保持这个压力16小时，在16小时内应观察压力表压力是否变化，并记录变化值；
每隔1小时，控制试验架转轮开、关侧阀门和排油阀门开启和关闭，并检查阀门开启和关闭位置正确后，控制打压泵(2)启动和停止，来实现升压和排压，达到控制轮叶接力器动作目的；
如果试验合格，只需要将试验管路内的油排回集油槽(11)即可，油排空后就可进行受油器的回装；
如果渗漏试验不合格，从转轮排油阀接管将转轮(12)内油全部排回透平油库，转轮(12)内油排净后，将集油槽(11)内存油全部排空后，关闭集油槽(11)排油阀；
对发现的问题进行处理后，按上述方法重新进行试验。
2.按照权利要求1所述的轴流转浆式水轮机转轮不吊出机坑进行渗漏及动作试验方法，其特征在于试验盖(1)内导管与操作油管尺寸相同，试验盖(1)内腔尺寸与励磁机主轴(13)内腔尺寸相同，试验盖(1)内腔高度大于等于操作油管动作高度。
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