水轮发电机组供应100KW立式双喷枪斜击式水轮发电机组阿里巴巴
李敏
[摘 要]王关电站位于四川省洪雅县柳江镇，装机2台6300kW水轮发电机组，水轮机型号HL160-LJ-100，发电机型号SF6300-8/2600。该机组是原杭州发电设备厂1989年生产的产品，从机组安装发电至今已经有20多年，从机组运行到现在存在以下问题，严重影响机组安全经济运行，急待进行技术攻关和升级改造。
[关键词]立式水轮 ：转轮、底环：研究与分析
中图分类号：S212 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0332-02
一、研究项目简介
（一）由于水轮机顶盖水压过高，满负荷时顶盖水压高达0.75MP，一是导致发电机推力负荷增大，氟塑推力瓦运行温度长期在55℃以上（机组原巴氏合金推力瓦瓦温长期严重偏高，夏季满负荷下瓦温近70℃）；二是导致水轮机主轴密封负荷加重、磨损加剧，使用寿命大大缩短（每年更换两次）。以上问题严重威胁安全运行，检修周期明显缩短，检修成本显著增加。
（二）水轮机底环与座环结合部位空化严重，底环和座环均有局部穿孔现象；底环与座环配合处间隙过小，只能破坏性拆除底环。
水轮机转轮下冠迷宫环汽蚀、冲刷严重，迷宫环成刀片型，导致水轮机漏水增大，效率下降。
底环结构设计不合理，抗磨板采用48个螺栓固定，螺栓孔处漏水大、冲刷严重；座环立面预留空腔较大，没有采取抗汽蚀措施。
（三）导叶空化磨损严重，导叶轴套、密封圈以及连杆轴套等间隙增大。
（四）发电机推力头与主轴松动，其间隙达0.05mm。运行中出现上导油快速变质变黑，拆机后发现推力镜板松动，绝缘垫磨穿，机组振动很大（上机架垂直0.06mm，水平0.03mm）。
针对王关电站机组工作效率下降、推力头松动、顶盖下压力高、水导瓦温高、水轮机底环严重汽蚀等问题，结合机组大修认真开展技术攻关。
分别完成了转轮密封与减压装置的技术改造，增大了顶盖泄压孔，降低了轴向水推力，将转轮下冠梳齿密封技改为间隔密封，解决了梳齿汽蚀问题；重新设计制作了水轮机底环，新底环在过流面上塞焊了不锈钢抗磨板，取消了坚固螺栓，减少了导叶漏端面水流，在底环的内侧面增加了不锈钢立面，从而在结构上能有效避免空化；同时改进发电机推力头修复工艺，采用特殊焊接和加工工艺，对间隔过大的推力头进行修复，避免了重新加工制作推力头，大大缩短了修复时间、节约了成本；成功将巴氏合金水导瓦技改为氟合塑料筒氏瓦，实施了轴瓦免维，降低了运行温度。
以上技术更新累计节约投资约55.5万，缩短施工工期20-30天。
二、主要研究内容
针对水轮发电机推力头松动、水轮机底环严重磨损、机组效率下降等严重问题，自力更生，充分发扬创新、钻研、敢为人先的精神，结合机组例行大修开展技术攻关，完成了水轮机底环改造、转轮密封及减压装置改造、水导瓦改造等，取得了良好的效果。
（一）转轮密封与减压装置的技术改造
对转轮上冠上的减压孔进行扩孔，经过计算，我们将每个孔直径方向扩大5mm，并在转轮旋转方向上开引水槽，便于顶盖高压水流入尾水。
在转轮与水轮机主轴配合内孔下部封焊了10mm不锈钢板，从而有效避免水轮机大轴端面的空化破坏，这样处理以后水轮机大轴不需要作任何修复处理。
转轮下冠迷宫环间隙改进为间隙密封，增强下环密封的抗磨性能，延长检修周期，提高水轮机工作效率（图1）。
（二）水轮机底环技术改良
原水轮机底环结构很不合理，抗磨板为螺栓固定，漏水量大；与座环配合间隙太小，拆装困难；立面采用空腔结构，汽蚀、磨损非常严重。针对以上问题，我们对底环进行了全面设计和重新制作。新底环在过流面上铺焊了不锈钢抗磨板，在底环的内侧面增加了不锈钢立面，从而在结构上能有效避免空化；同时我们将底环上的导叶下轴套改用现在采用的自润滑钢背轴套；在底环外圆面与座环配合处改为大间隙（设计间隙为1mm）配合，以便于底环的拆除检修（图2）。
（三）发电机推力头修复工艺的改进
由于发电机推力头与主轴之间有间隙0.05mm，推力头很松动，严重影响水轮发电机组的安全稳定运行。
按照一般的方法只能重新制作新的推力头，但是我们采用了推力头补焊、防变形新工艺，决定对原推力头进行补焊、加工修复，用最低的成本和最短的时间完成了旧推力头的修复（图3）。
（四）筒式水导瓦的技改
原机组水导瓦为巴氏合金筒式瓦，运行中水导瓦温较高（高达56℃），且瓦面磨损较为严重，每次检修工作量大，修复周期较长。针对以上问题，我们进行了认真的技术分析和论证，将水导瓦技改为氟合塑料筒氏瓦。
三、应用成果
（一）将水轮机底环进行了程序设计制造，将不锈钢底环上衬面由螺松装配，技改为塞焊，解决了螺松孔气蚀、漏水问题，同时增加了部件整体强度。
如按重新制作底环和座环，重新浇筑混凝土计需要成本约40万元，而本次新作底环共计10万元，故节约成本约30万元。
由于技改了底环，同时将导叶更换为不钢导叶，对导水机构进行了全面的重新装配和调整，大大降低了导叶漏水量，这一点从开启蝶阀旁通阀蜗壳冲水水压充分得以证明。蜗款水压从以前的0.8MP上升至1.2MP（与钢管额定压力一样）。
（二）将水轮机转轮迷宫环间隙改进为间隙密封，增强下冠密封的抗磨性能，延长检修周期，提高水轮机工作效率。预计平均提高水轮机出力约85kW，年平均新增发电量约42万kWH，按下网均价0.48元/kWH测算，年新增20万元收益。
通过对转轮上冠上的减压孔进行扩孔，并在转轮旋转方向上开引水槽，明显降低了水轮机转轮顶盖下压力值，推力瓦温从以前48℃左右下降至39℃左右。
（三）彻底摒弃解决推力头松动只能重新制作新推力头的传统方法，采用了推力头补焊、防变形新工艺，取得显著的经济效益，大大缩短了工期。在原零件基础上修复，费用为2.5万元；如果按照常规方法，推力头只能更换，需要成本8万元，故节约成本约5.5万元。采用修复工艺只需7天时间，采用新制作方案加工时间为30-40天，故此项工作可提前工期23-33天。
（四）将筒式水导巴氏合金瓦技改为氟合塑料瓦，机组运行瓦温只有43℃，较以前降低了13℃，同时也为下次检修帶来了便利：不用刮瓦、挑花，基本实现了免检修。
从2013年3月起，技术改造后的水轮发电机组运行工况非常好，安全达到了预期效果和目的，大大提高了水轮发电机组的运行安全性、可靠性、经济性。
