故县水电厂导水机构改进研究报告.docVIP

附件1 故县水电厂 导水机构改进研究报告 单位：河南明珠洛河水力发电有限公司 日期：2018年2月2日 李炳旭 张 静 研究的目的和意义……………………………………………1 项目实施的必要性……………………………………………2 实施方案的比较、选择及确定………………………………3 4.项目实施的方法、步骤、工艺技术措施……………………5 5.解决的主要技术难题…………………………………………12 6.成果的先进性和创新点，提出成果先进性引证材料………13 7.取得的经济效益和社会效益…………………………………14 8.推广应用情况及存在不足……………………………………16 9.结论……………………………………………………………16 一、研究的目的和意义 故县水电厂1～3#混流式机组型号为HL220-LJ-200。机组除在汛期承担发电任务外，全年对洛阳地区进行调峰调压。 三台机组的导水机构型式为径向式，导叶轴线布置在机组中心线的圆柱面上。导叶的上、下端面与相关处无专用密封，立面密封为相邻两导叶的刚性密封。导叶轴套为长套筒结构，导叶中轴径为“L”形密封。 机组自投运后由于导水机构制造受设计、工艺、材料和运行环境等因素影响，出现套筒漏水严重（轴套）、机组停机时间延长、调速系统增减负荷时发卡、剪断销断裂。导叶轴承是水轮机导水机构的重要部件之一,它的作用是通过调节导叶的开口来保证水流以很小的能量损失,在不同的流量下没圆周均匀进入转轮。这就要求导叶三支点要同心,三支点的支承与导叶轴要具有合理的间隙,支承轴瓦要有较好的润滑性、较高的抗磨性以及较强的承载能力。原有的尼龙1010轴承需要采用专用工具进行压装，安装更换过程复杂、耐磨性也较差，在运行过程中有水胀现象容易产生抱轴。特别是3#机组由于导叶漏水严重，顶盖侧壁设计的自流孔已经不能满足机组正常漏水的排泄要求，必须通过在顶盖内加装两台潜水泵，运行人员需要定时抽水才能保证水导轴承不被淹没。导水机构漏水量大的严重缺陷，导致全厂机组在停机备用状态下多次出现蠕动，这种低速旋转严重威胁机组（推力轴承等）的安全运行。针对上述情况故县水电厂研究决定对全厂水轮机导水机构逐步实施改进。 2016年，故县水电厂将导水机构改造作为该年度故县局的技术攻关项目，在1#机组A级大修中进行了实施。 二、项目实施的必要性 水轮机导叶密封性能的好坏，是衡量水轮机运行质量的重要指标之一。 故县水电厂水轮发电机组已经投运20多年，机组导叶的上、中、下轴颈皆为普通钢，长时间运行已经锈蚀、磨损严重。上、中轴颈处密封元件老化损坏，部分导叶顺轴套串水。导叶的上下端面及立面密封为刚性密封，在运行中出现封闭不严，这些给机组带来如下问题： 1、威胁机组的安全运行。由于导水机构密封不严引起较大漏水，机组停机撤除风闸后有时仍可发生蠕动，严重危及推力轴承及机组的安全运行。 2、加大风闸和制动环的磨损。由于导水机构密封不严，造成停机时间延长，大大增加了风闸板和制动环的磨损，同时也增加了粉尘污染。 3、导叶上、下端面及立面密封面设计没有抗磨、抗空蚀措施,使得导叶运行一段时间后很快出现端面、立面间隙增大,降低封水性能。 4、原导叶上、中、下轴套均为尼龙1010制品,其承压能力低,线膨胀系数大,易变形,磨损、自润滑性能差,致使历次大修时轴套尺寸的确定以及其膨胀后与导叶的三部轴径配合间隙的确定十分困难,通常在检修中为了保证导水机构的操作灵活,间隙尺寸都定的很大,这样对导叶受力分布及封水极为不利。 5、由于导水机构的漏水，也造成水资源的浪费。 综上所述，为预防上述问题的发生，必须解决机组漏水量大的问题，因此必须对导叶密封进行彻底改造。 三、实施方案的比较、选择及确定 根据全厂3台老机组都不同程度的出现类似问题，故县水电厂组织有关技术人员进行了认真分析和研究，结合故县水电厂1#水轮发电机组A级扩大性检修工程，附带进行水轮机导水机构改进处理是可行的、经济的、成熟的。 改进轴套材质。最初的三处轴套为尼龙1010,其抗压性能不好,摩擦系数较大,尤其是尼龙的水解系数大,在水中吸水变形,寿命短。而新采用的ＦＺ-2型钢背聚甲醛复合轴套,是在钢套筒的内表面均匀地黏一层聚甲醛工程塑料，这样使导叶轴承既有聚甲醛轴承的耐磨特点，还提高了轴承强度，消除了工程塑料水胀的缺点，它与尼龙性能对比见表1。 在轴承工作时，孔穴内孔装的固体润滑剂受到摩擦挤压和温差的影响，固体润滑剂能够自动挤出，在轴及轴套表面上黏附着极薄而光滑的润滑膜，可有效地改善润滑条件，即使在很高的压力下，也能获得极佳的使用效果。 表1 几种工程塑料的主要性能比较 性能 单位 尼龙MC 尼龙1010 聚甲醛 聚四氟乙烯 抗拉强度 MPa 79～97 49～59 52～55 14～25 硬度 MPa 1