水口电站机组导叶检修新工艺创新

吴丁厚 福建水口发电集团有限公司

对于水电站而言，发电机组是其最重要部分，为确保水电站安全运行，确保发电机不出现故障问题，离不开对机组导叶的检修。实践中，为了能够有效减少发电机出现故障的概率，运维管理过程中应当按照标准操作，及时发现和解决问题，注重工艺创新。

一、水口电站机组基本情况

福建省水口水电厂共装设七台ZZA315 -LJ-800轴流转桨式水轮发电机组。单机额定容量为200MW，总装机容量1400 MW，设计水头为47米，最高水头为57.8米，最低水头30.9米，水轮机转轮直径8米，是目前世界上单机容量最大的高水头轴流转桨式水轮机，首台＃1机于1993年8月正式投产发电，最后一台机组#7机于1996年12月投产发电，年平均发电量为49.5亿千瓦/小时。在福建电网中担负着调峰、调频以及事故备用的作用，也是目前华东地区最大的水电厂。

水口机组自1993年8月投产以来，已连续运行16年，导叶轴套机构在一般小修、大修中无法检修。水轮机导水机构是水轮发电机组重要部件，经过多年运行，该部件必须进行解体更换检修，按照我国传统常规检修工艺和解体步骤，原设计24个导叶检修，必须将重达105.32吨外顶盖在机坑内分四瓣多次起吊到安装场，再将24个单件重6.44吨导叶吊至检修专用场地的传统检修工艺。曾季弟高级工程师通过研究水口机组结构特点和现场条件，提出了原地检修导叶及轴套新工艺，设计一套专用检修装置，将130吨外顶盖及支撑架重量原地升高轴套检修空间后，临时转移专用装置上，即可以进行水轮机导叶各项检修工作。

二、外顶盖基本参数

水口电站机组的导叶重量为6440kg，其中下轴高度为220mm，下轴套尺寸为Φ360*Φ365，共24件，单件重为3kg。就其外顶盖而言，外顶盖共分为四半，总装配重量为105324kg。其中，外连接螺栓为180-M72，轴向定位销为10-Φ40锥销孔，顶起螺栓为10-M64。该电站机组的底环下轴套密封为Φ375×Φ360×8.6，外购“O”型密封圈，共计24个。支架6组，其单件重量为4269kg，总重量为 4269*6= 25614kg。电站机组整体起吊重量为105.324吨+25.6吨≈130吨。

三、水口电站机组导叶检修内容及工艺

（一）检修内容

本次检修过程中，主要针对以下内容。第一，24个下轴套更换，润滑。第二，下轴套“O”型密封圈更换。第三，对导叶上、下端面抛光处理，并且对导叶进行汽蚀处理。第四，上下端密封盘根更换，上下端面抗磨板抛光处理。第五，上轴颈尺寸及外观检查抛光，并且清扫外顶盖及更换密封。

（二）检修工艺

1.做好准备

在油压系统卸压前，将导叶全开，桨叶全关；同时选取合适的钢丝绳、吊环、卸扣等起重工具。在此过程中，还应当注意选取合适的外顶盖支撑杆（导叶大头）12个及导叶小头12个；并按图纸要求加工专用楔子板；拆除机坑内接力器环管、主轴密封、顶盖排水、空气围带等关联管路以及电缆。同时，拔出各导叶连杆、拐臂和套筒，拔出外顶盖法兰轴向定位销。完成上述工作任务以后，拆除外顶盖联接螺栓，准备必要的方木、橡胶板、羊毛毡等；沿底环平面机坑内安装施工平台，在蜗壳侧沿固定导叶一圈设置临时检修围栏。

2.检修

在起吊之前，应当全面检查桥机工作正常与否，人员应当分工明确，各负其责，起吊中统一指挥。导叶检修过程中，先利用10-M64顶起螺栓，缓慢顶起外顶盖1-2mm，检查整圈应有间隙。同时，按照图纸要求，布置专用吊具，悬挂钢丝绳。在技术交底环节，吊装之前总指挥应召集有关人员，检查工作并布置起吊中应注意的事项。通过桥机缓慢将外顶盖提升900-950mm，同时在6个支架对应的12个导叶上大、小头分别架设2个专用支架，高度为870mm，相对导轴对称支撑。在已支撑12个导叶上，每一个导叶分别用2块专用楔子板调节所有支撑在同一水平面上，保证受力均匀平衡。所有支撑杆和千斤顶用绳子绑牢，以防脱落砸伤；桥机缓慢地下落，将外顶盖支撑在12个导叶24个支撑点上。

完成上述检修操作后，用4部10吨手拉葫芦在对称方向将外顶盖挂住，作为受力辅助，并防止倾倒。同时，利用基础上专用吊耳，用手拉葫芦提起导叶，高度控制800-850mm左右。并用专用支撑从导叶大小头部固定，以防突然落下。用专用螺丝刀在导叶轴套接缝处撬开，使轴套变形错位取出。新备品装入专用轴套装配工具，然后通过手工控制手拉葫芦缓慢落下导叶，将轴套均匀地压入轴孔内。在轴套表面均匀抹上润滑油，更换密封圈。导叶上、下端面打磨平滑。导叶装回原位。先逐步更换12个。其余12个重复以上步聚，将所有支撑沿顺时针或反时针移一个导叶即可。全部检修完毕，外顶盖重新安装在法兰。

3.检修效果

通过上述工艺，改变了导叶及其附件检修全部吊离机坑的传统检修方法，根据现场设备布置特点，设计一套专用检修工具，将外顶盖原方位起吊一定的安全作业高度，在原地进行所有导叶轴套检修工作，不仅工序工艺大大简化，检修时间极大缩短，作业现场安全得到可靠保障，劳动效率大为提高，该工艺不仅简单实用，在水口公司#6、#7机检修中得到充分应用，取得了良好效果，受到检修作业人员极大欢迎，该工艺的创新简单适用，针对性强，最大限度提高安全检修水平，大大降低劳动强度与节省作业时间，节约人力投入，节省可观费用；大大缩短大修工期，达到事半功倍效果。同时，该检修新工艺对其他水电厂导叶检修具有参考和借鉴意义，有推广使用价值。

四、结束语

总而言之，虽然该检修工艺工序烦琐、现场高空、超大尺寸、大吨位作业安全危险点多，但是检修工作必不可少。水口公司通过实施金点子新工艺，导叶检修只需几个作业人员在7天时间即可完成全部检修工作，原工艺每台机整个检修过程需历时30天左右时间，工序十分繁杂，施工过程伴随高空作业、大件起重、上下层交叉作业等诸多危险点因素，并可节约人工费，起重机械台班费，每年可直接节省费用138000元，大修工期缩短20天，增加机组旋转备用时间，大大提高发电量，产生巨大的社会效益。