水电厂水轮机转轮问题及检修要点.docx

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水电厂水轮机转轮问题及检修要点

摘要:

在水电厂正常工作中，保障水轮机的正常运行十分重要，而水轮机转轮一旦出现问题，必然影响到水轮机的正常工作，影响水电厂的运行秩序。

本文结合水电厂工作的日常实务，探讨了水轮机转轮容易出现的问题，并从微观入手，研究了各类问题出现情况下的维修方案，检修要点，希望可以通过本文的研究，为水电厂更好地做好运营管理提供支持与帮助。

关键词：

水轮机；转轮检修；问题分析；建议

水轮机属于水电厂设备中，负责将水流产生的能量转变为动能的重要设备，其一般在安装在水电站当中。

水轮机的转轮是机械实现把水流能量实现转化的关键部件，如果其出现问题，必然影响机组的正常工作。

而水轮机在正常运转过程中可能会出现哪些转轮故障？

这些故障出现的原因在哪里？

应如何检修，怎样排除故障？

以下本文就结合水电厂日常运营的具体问题，就水轮机运行过程中可能会出现的水轮机转轮问题和检修要点进行详细探讨和解析。

1转轮检修中常见问题的分析

1.1泥沙对转轮的损耗

机组工作中，会有大量水流经过桨叶，而水流中的泥沙对桨叶的冲击，会造成转轮出现超出正常量的损耗，从而引发故障，一般而言，水流中只要未经过滤处理，必然会存在一些泥沙，而这些泥沙随着水流通过水轮机时，就会造成对管道和轮叶的磨损，而磨损的程度与泥沙的量，泥沙的硬度，其中的尖锐物含量等呈正比。

如果泥沙较多，会导致管道和轮叶因遭受磨损而发生变形、损坏。

进而引发故障。

1.2气蚀对转轮的破坏

气蚀损害是水轮机正常工作中产生的气泡对转轮造成的微小破坏积累到一定程度而导致的损害，这对于所有水轮机而言，都是长期运营使用必然会遇到的问题。

水轮机在使用过程中，会有大量水流经过机器，而水在流动状态下各个部分的力度是不同的，这就会导致水轮的接触面在受力上的差异，而受力不均匀，就会产生气泡，这些气泡会造成对轮叶的轻微影响，这些影响在短时期内无法显现出来，而随着水轮机持续使用，轻微影响不断积累，就会使得水轮的接触面逐渐变得不平整，进而出现凹陷，形成“蜂窝”状凹坑，而发展到最后阶段，凹坑处不断加深就会出现穿孔甚至叶片脱落。

1.3转轮出现裂纹

水轮机运行时，因为受力较大，有可能在水流冲击下导致轮叶上端与下端部位出现裂纹。

如果不能及时有效的发现裂纹，并通过及时维修维护对其进行处理，裂纹在运行中会受力而扩大，造成轮叶断裂，进而使得轮机组无法工作。

2检修转轮的合理建议

2.1提高焊接水平

首先，应在检修转轮前，仔细清理焊接部位，通过先把焊接部位做好清洁处理，从而有效观察出哪些位置磨损比较严重，从而找准维修关键点。

如对于一些材料出现结构稳定性方面问题，但是尚未脱落的，要把松动部位的材料剥离，并对作业面进行打磨，以同质地材料对其实施修补、焊接。

其次，要对转轮实施加温处理。

在维修时，假如作业面较大，为防止温度不均导致的局部膨胀，要对转轮表面实施加温，通过烘烤或以热水冲刷转轮表面，让其整体受热，从而防止维修过程中作业面跟其他部位温差过大造成不利影响。

第三，要对填充料实施成本检查，保障跟作业面材料完全一致。

只有保障修补材料，跟转轮叶片的材料在成份属性上完全一致，才能防止出现问题。

第四，应做好材料选择，尽量选取气蚀抗性较强的材料，这样才能防止叶片使用过程中，气蚀影响对转轮造成的磨损，通过选用优质材质，从而把气蚀影响降至最小。

2.2提高轮叶质量

轮叶质量的好坏直接影响到转轮的使用寿命和受力下的耐久度，因而要注意做好轮叶的质量控制。

一方面，要应注意观察设计样板是否合理，轮叶结构具有十分精细的要求，如果任何位置出现偏差，都有可能导致轮叶形状不规范，从而影响使用。

因此在选择样板时，要优先选取磨损程度不高的转轮，磨损程度不高，表示轮叶设计合理，运行时受力均匀。

在合理选取样本基础上，严格依据样板制作伦也。

对剖面上出现的偏差，要及时检测发现并实施打磨，保障其跟样本一致。

2.3提高检修技术

检修人员的技术能力，会影响到检修作业的有效性，因而提升检修技术十分关键，这要求一方面要做好检修人员的筛选和考核，选择技术过硬，认真负责，有经验的检修人员，从而保障检修团队的工作质量。

建立水轮机转轮完善的档案资料库，便于运行检修人员随时查阅学习，提升检修工作的严密性和工作效率。

另外，还要建立严密的检修管理制度，严格依据制度开展工作，从而保障检修的工作质量。

1.

检修实例分析

3.1实例概况

某水电站，整体装机数量是15000KW，设备基础参数是：

（1）水轮机型号

（2）设备工作水头10米（3）额定功率50000WM（4）额定流量65立方米每秒（5）额定转速147转每分钟。

设备购置于2013年，当年即投入使用，2014年11月底，2#机组使用过程中，机器发生异常振动，水轮机叶片摆度超标，负荷超出正常值，为了研究问题成因并解决问题，水电站组织专门人员，成立研究小组，对问题进行检查处理。

以下本文就把发现的问题和故障原因、处理方案等实施详细介绍。

3.2机组震动、摆度超标的原因

（1）设备停机后，对其实施分解，拆出转轮，将4个桨叶都转至零位；

（2）以5米立车加工平台，对桨叶进行测量；（3）对桨叶所有位置实施全面测量；（4）记录测量信息，发现转轮直径3000毫米，而仓室空间内径3001毫米；（5）转轮有四片桨叶，通过对全部桨叶实施测量，把所有桨叶边缘设定为30个点，分别对应平台，使用仪器测量各个点的高度距离。

按照对称性原理，对应网格里面的相同跟平台间的距离，理论上应一致，不过经检测看到，一些点存在高度距离差，最大偏差值可以达到50毫米以上。

经分析研究，认为叶片的制造厂，在安装作业时，曾经出现失误，导致转轮桨叶在零位状态下，旋转角度存在偏差，四片浆叶中有两片的角度偏差8度，一片偏差5度，而仅有一片无偏差。

3.3故障原因分析

通过研究发现，造成2#机组水轮机正在试运行震动超标的原因是，叶片在安装过程中存在失误，因为安装时不注意而出现质量问题，导致四片浆叶里面有三片存在安装角度偏差，而这一片偏差造成机器在运行时受力不均匀，出现运转中叶片摆动幅度过大，从而导致震荡超标，同时因为叶片摆动，造成桨叶跟仓市壁出现接触摩擦，从而发生扫堂，导致机组震动。

转轮室内径为3001毫米，转轮直径是3000毫米，二者间隙只有0.5毫米，因此桨叶摆动只要幅度稍微变动，就会导致扫堂。

3.4故障处理方法

3.4.1拓展转轮桨叶跟转轮室间的间隙

研究小组通过商议分析，提出了处理办法如下：

把桨叶直径缩小，由原来的3000毫米减至2998毫米，这可以防止桨叶因为跟仓室边壁单隙过小而运转时发生接触和摩擦，通过缩小桨叶直径，将其跟仓室壁的间隙拓展到1毫米，以此来防止运转中二者发生摩擦。

3.4.2调整叶片角度

（1）拆除转轮活塞杆与螺栓；

（2）把浆叶旋转角度实施调整，确保其调到零位；（3）分别测量四个桨叶跟活塞杆之间的距离，发现是2.5毫米、2.5毫米、2毫米；（4）在桨叶连接粗加装垫片，厚度各自为2.5、2.5、2毫米；（5）安装好后测量距离；（7）把活塞杆调整到初始顶缸位置，然后测量四个浆叶叶片的角度，发现其均在零位，因而问题获得有效解决。

4.结论

水轮机在运行过程中，可能发生的故障多种多样，具体还需要通过做好观察，弄清故障成因，并采取针对措施排除故障。

有关人员要注意做好故障的监控，及时发现问题，分析问题，处理问题，才能保障机器始终处在良好的运行状态，防止故障发生对水轮机作业造成不利影响。

参考文献

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[2]张彦南.水轮机转轮叶片裂纹原因分析与研究[J].现代制造技术与装备，2016（8）：

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[3]张健.大型水轮机转轮叶片裂纹产生的原因分析与处理[J].水电与新能源，2015（9）：

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