《水轮机及辅助设备》项目三 水轮机的修复共35页

浅谈水轮机转轮破坏与修复摘要：在水轮机设备中，转轮是其中的核心部件。

在水轮机实际应用中，转轮裂纹可以说是经常出现的一类问题，且会对电厂的运行安全产生影响。

关键词：水轮机；转轮破坏；修复在水电厂运行中，水轮机是非常重要的设备类型，能够将水流能量转换为具有旋转机械能的动力机械，属于流体机械中的一类透平机械，在水电站中，能够起到带动发电机进行发电的作用。

而对于该设备来说，转轮是其核心部件，通过转轮的运行，则能够将水能到机械能间的转换进行实现。

可以说，转轮部件质量的好坏，将直接影响到水轮机的性能发挥。

其表面粗糙情况、材料质量、叶型以及尺寸精度都将对机组的使用寿命以及效率产生影响。

而在转轮实际应用中，裂纹可以说是经常出现的一类问题，需要及时做好修复。

一、裂纹产生原因当水轮机运行一定时间之后，其转轮则不可避免的会出现一定数量的裂纹，并因此对水轮机组的运行产生较大的隐患，而如果出现安全事故，对于水电厂而言则是非常严重的损失。

在水轮机转轮中，其叶片同转轮轮毂间的过渡区可以说是最容易出现裂纹的区域，也是整个转轮设备最为薄弱的一个环节。

在具体应用中，其裂纹情况的出现主要是由以下原因造成的：1.1受力过于集中在水压力以及离心力的作用下，转轮叶片周边作为转轮工作的主要应力区。

通过第三强度理论，能够帮助我们对转轮叶片的主要应力区域进行获得，其位置为：①叶片出水边正面中部；②叶片出水变背面靠近上冠位置；③叶片进水正面靠近上冠部分；④叶片同下环连接区域。

在实际运行中，由于在受力方面的问题，则会使转轮叶片上述区域很容易因为过载受力的情况而造成裂纹出现。

1.2铸造焊接缺陷在外部力量施加下，在实际生产过程中，机械设备也很容易由于砂眼、铸造气孔等情况的存在造成裂纹出现。

叶片在受冷却过程中，很可能在产生缩孔的情况下出现松动现象，而这则同其下环以及上冠的厚度具有非常密切的联系。

而在对转轮设备进行铸造时，如果没有对焊接工艺进行正确的应用，或者没有严格按照施工工艺进行操作，就很可能容易在受热影响区以及焊接缝间产生裂纹情况。

概述水轮机的常见故障分析和维修【摘要】水轮机出现故障，直接导致发电机组的不正常运行。

由此可见，水电站要将水轮机运行中所产生的故障处理放在首要位置。

在选择水轮机的过程中，需要严格关注水轮机的质量问题，在平常管理和运行当中，更应该加强事故分析和事故预防，针对各种事故，正确应对，科学处理，能够在根源处减少和消除事故的发生率，从而保证水轮机持久、稳定的运行。

【关键词】水轮机故障；维修；意义1.水轮机的工作原理不论何种类型的水轮机均系利用水流的能量给叶片的反力推动转轮作功，以达到能量转换的目的。

水流传递给水轮机的功率为9.81，其中Q为通过水轮机的流量；H为有效水头；为水轮机水力效率。

水轮机得到的功率为M（M为水流对转轮的作用力矩，为角速度）。

水轮机基本方程式为：Hηs = 1/g（u1v1cosa1-u2v2cosa2）式中g为重力加速度；v1、v2分别为水流进入和流出转轮时的绝对速度；u1、u2分别为转轮进口、出口的旋转速度；a1、a2分别为水流进入和流出转轮时的绝对速度与圆周分速度的夹角。

在设计水轮机转轮的通流部分时应遵循这一基本方程式。

反击式水轮机利用水流的压能（位能）和动能，水流经过转轮叶片时受叶片的作用而改变压力与流速的大小和方向，而对转轮叶片产生反作用，形成转轮的旋转力矩使水轮机工作。

冲击式水轮机利用水流的动能，通过喷嘴把高压水流全部转化为动能以高速射向转轮叶片而使转轮旋转。

2.水轮机故障预防维修的意义一般来说，设备维修技术分为：故障发生后进行的故障维修（事后维修）、定期分解检查的预防维修、根据诊断数据进行预测及处理的预测维修（预知维修）等三个类别。

这些都是从狭义上来谈预防维修的含义。

而从广义上来讲，预防维修还包括故障的预防，故障发生的部位及原因的判断，早期恢复手段及方法的决定，安全运行及复归操作等。

下面拟从广义上概要叙述有关的技术。

3.预防维修的目的预防维修的目的整体上分为经济性的提高，技术能力的提高和质量（可靠性）的提高三个方面。

水轮机大修一、转轮大修1.止漏环圆度测量，测点数应为轮叶数的2倍，测量误差不超过0.05mm，各半径与平均半径之差不得超过止漏环设计间隙的±10%。

2.裂纹检查，测量裂纹部位及尺寸，不得遗漏，电弧气刨剖口产生的碳化层应消除干净，做好可靠的防变形措施。

测量后用不锈钢焊条焊补，消除应力修型、打磨，经探伤合格。

出水边严重气蚀或穿孔，可采用成块镶补的工艺。

3.气蚀层用电弧刨清除，碳化层磨去后做好防变形措施，即可堆焊，应无夹渣、气孔、裂纹，消除应力，修磨后叶片基本恢复原型，确实不合理的流道允许适当修型。

4.上下轮环间距、叶片出水边开口、上下迷宫环圆度测量，叶片翼型检查。

各部在焊补前后应基本不变，尤其是止漏环圆度，叶片出水边开口不圆度不超过止漏环设计间隙的±10%，叶片开口平均偏差在+0.03a0-0.01a0(a0为设计开度)内，相邻开口偏差在±0.05a0内。

5.泄水锥汽蚀处理时，按原型修复，紧固螺栓完好无松动，且全部点焊，沉孔盖板应无凸起，且点焊牢固。

二、尾水管汽蚀处理1.尾水管里衬空腔气蚀处按原型修复，焊后无裂纹、夹渣、砼脱空，严重须重新灌浆处理。

2.尾水管排水阀、拦污栅应操作灵活，无渗漏现象。

拦污栅过滤杂物可靠，耐冲刷。

3.不锈钢圆条制作的挂钩，焊接强度足够，根部气蚀予修复加强。

进人孔、门螺丝完整无损，封闭严密，无渗漏。

三、导水机构检查处理1.导叶气蚀损坏处理时，应气蚀去尽，堆焊层无夹渣、气孔、裂纹，打磨恢复原线性，端面气蚀处理后，必须上车床修车保证导叶端面与轴线的垂直度在0.05mm以内，导叶高度符合设计高度要求。

2.导叶轴套处理时，上中下轴与轴套配合间隙超过0.8mm，轴颈又完好时，应换新轴套。

牛皮碗，端、立面鸠尾橡胶条换新。

3.剪断销检查处理时，螺口无松动，破断颈部无裂纹损伤，新换剪断销断面必须位于主拐臂和连板合缝处，剪切面积符合设计要求。

4.抗磨板无严重磨损，润滑良好，控制环与立抗磨块局部间隙不大于0.10mm且动作平稳无杂音。

顶盖检修1、拆卸前先清扫与支持盖组合面，在x.y方向上用0.02mm/m的框式水平仪测量水平，标出测量位置并记录。

2、把测点用样打上冲眼作记号，并用细油石磨平样冲眼的高点，以便以后复测。

3、在顶盖、底环的四个对称方向，用样冲标明位置，用细油石打磨测量面，并用内径千分尺测出顶盖、底环间距离，并记录；用塞尺检查顶盖座环间有无间隙，并作记录。

1、拔出定位销钉，底环标好销钉的位置记号；2、松开顶盖、底环的联接螺栓，用顶丝按圆周四全方向顶起顶盖；3、用桥机起吊顶盖。

应注意水平起吊，否则应通过调钢丝绳长度来保证水平，起吊后应检查顶盖与座环上有无垫子，如有，应记录加垫位置及厚度，顶盖吊至检修场地。

1、检查顶盖与座环间的止漏橡皮条，并测量它的直径，全部更换橡皮条（止漏橡皮条应高出平面1-2mm)；2、顶盖表面除锈，顶盖用桥机翻后除去锈迹，检查顶盖汽蚀情况并处理，更换导水叶端面止水密封橡皮条（新橡皮条高出平面1-2mm) ；3、检查导水叶与顶盖擦擦面有无严重磨损，如程度较重，应重新打磨至平整；4、组合螺栓、螺孔丝扣有无严重锈蚀，滑扣等，如有应重新铰螺孔更换螺栓；5、检查疏通顶盖排水孔，固定导叶排水孔应畅通；6、刷防锈漆待安装。

1、底环导水叶应安装到位；2、清扫顶盖，座环接合面，检查止水橡皮有否安装到位；3、在组合面对称四个方向上装上导向螺杆，顶盖呈水平状态，沿导向杆落下，当离组合面还有200-300mm时,再次检查止漏橡皮，并在组合面上涂以白铅油，如有垫片应按修前位置垫入。

并注意有无与导叶轴相碰现象；4、到位后按修前位置打入定位销钉，并对称紧入螺栓；5、复测顶盖水平，顶盖底环间距离，并记录。

数据应符合修前记录；6、检查导水叶端面总间隙，如发现顶盖倾斜，并影响导水叶端面间隙调整，应查明原因，重新处理；7、紧好全部组合螺栓，在顶盖外灌水检查顶盖与座环组合面应不漏水。

套筒检修1、拆除套筒法兰上的销钉和螺栓，把套筒吊运至检修场地；2、检查上、中轴颈衬的磨损程度，若磨损严重，则更换，同时测量上、中衬套内径，导水叶上中轴颈外径，计算出配合间隙：中轴套：0.043-0.162mm；上轴套：0.063-0.162mm，不合要求者，则更换衬套；3、套筒翻身，更换L型及O型密封圈；4、清扫顶盖和套筒组合面，套筒外表刷防锈漆。

目录第一篇水轮发电机组检修规程一、水轮机的检修第一章：设备技术参数、检修周期与项目---------------------------------------------4第一节：设备技术参数--------------------------------------------------------------4 第二节：检修周期与工期------------------------------------------------------------4第三节：检修项目及验收------------------------------------------------------------4第二章：检修前后的管理工作--------------------------------------------------------5第一节：一般注意事项--------------------------------------------------------------5 第二节：检修的准备工作和开工条件--------------------------------------------------6第三节：大修后的总结--------------------------------------------------------------6 第三章：转轮检修------------------------------------------------------------------7 第一节：转轮拆吊------------------------------------------------------------------7 第二节：转轮吊装、主轴连结及总盘车------------------------------------------------7第四章：导轴承检修----------------------------------------------------------------9 第一节：密封装臵检修--------------------------------------------------------------9 第二节：导轴承检修----------------------------------------------------------------9 第五章：导水机构检修--------------------------------------------------------------10 第一节：拆卸----------------------------------------------------------------------10 第二节：检修----------------------------------------------------------------------10 第三节：装复----------------------------------------------------------------------10 第四节：真空破坏阀检修------------------------------------------------------------11第六章：进水闸门启闭机检修--------------------------------------------------------11第七章：开机及开机后的测试、竣工--------------------------------------------------11二、发电机的检修第一章标准检修项目----------------------------------------------------------------13 第二章发电机的技术规范及运行参数--------------------------------------------------13第三章：检修前的技术测量----------------------------------------------------------14第四章：集电环--------------------------------------------------------------------14 第一节：集电环的拆卸、检查--------------------------------------------------------14第二节：集电环的装复--------------------------------------------------------------14 第五章：上导轴承------------------------------------------------------------------14 第一节：发电机空气间隙测量--------------------------------------------------------14第二节：上导轴承的拆卸------------------------------------------------------------15第三节：上导轴承的检修------------------------------------------------------------15第四节：上导轴承装复--------------------------------------------------------------15 第六章：推力轴承------------------------------------------------------------------16 第一节：推力轴承拆卸--------------------------------------------------------------16 第二节：油冷却器检修--------------------------------------------------------------17 第三节：推力头检修----------------------------------------------------------------17 第四节：镜板的研磨----------------------------------------------------------------17 第五节：推力瓦的检修--------------------------------------------------------------17 第六节：瓦架检修------------------------------------------------------------------17 第七节：推力轴承装复调整----------------------------------------------------------18第八节：推力瓦的受力调整----------------------------------------------------------19第九节：发电机中心固定------------------------------------------------------------20第七章：上机架检修----------------------------------------------------------------20 第一节：拆卸与检修----------------------------------------------------------------20 第二节：装复调整------------------------------------------------------------------20 第八章：下导轴承检修--------------------------------------------------------------20 第一节：拆卸检修------------------------------------------------------------------20 第二节：装复调整------------------------------------------------------------------21 第九章：发电机转子----------------------------------------------------------------21 第一节：转子拆吊------------------------------------------------------------------21 第二节：转子检修------------------------------------------------------------------22 第三节：装复调整------------------------------------------------------------------22 第十章：下机架检修----------------------------------------------------------------22 第一节：拆卸检修------------------------------------------------------------------22 第二节：装复调整------------------------------------------------------------------22 第十一章：定子检修----------------------------------------------------------------23 第十二章：制动闸及其管路检修------------------------------------------------------23第十三章：其他--------------------------------------------------------------------23 第十四章：机组轴线处理------------------------------------------------------------23第一节：发电机轴线测量-------------------------------------------------------------23 第二节：机组总盘车-----------------------------------------------------------------23三、水轮发电机组整体调试及大修总结第一章：机组各轴承加油及试车前的检查----------------------------------------------26第二章：机组整体调试及大修总结----------------------------------------------------26第三章：调试-----------------------------------------------------------------------27第四章：水轮发电机组大修总结-------------------------------------------------------24第二篇变压器检修工艺---------------------------------------------------------------29 第三篇互感器检修工艺---------------------------------------------------------------35第一篇水轮发电机组检修规程一、水轮机的检修第一章水轮机设备技术参数检修周期和项目第一节设备技术参数一、水轮机技术参数1.水轮机设备型号：ZDJP502—LH—200 制造厂家：杭州大路发电设备有限公司2.水轮机最大功率：2100kw 水轮机额定功率: 1707kw3.水轮机最大运行水头：21-24米单机额定流量:17.2立方米/秒4.导水叶最大开度：ａmax=307mm 导水机构高度：BO=800mm5. 导水叶数：16片叶片安放角：ψ=0°6.单机额定水头:11米额定效率：92% 最高效率：92.5%7.飞逸转速：430转/分吸出高度：≤+3.5m8.最小水头:7米转轮直径：2000毫米（Z=5）9.主轴直径：300mm 混凝土蜗壳包角：180° 10.ZDJP502—LH —200为轴流式水轮机，立轴 11.法兰面至水导中心线距离：1530mm12.水头：最高水头：14米设计水头：11米最低水头：7米二、电站有关技术参数1.上游水位：设计洪水位：97.5米正常挡水位：97.52.下游水位：正常水位：85.5米最低水位：85.0米3.电站多年平均流量：11.95立方米／秒设计水头：12.5米4.电站引水总量：34.4立方米／秒5.装机容量：2×1600KW 设计年发电量：951万度三、调速器技术参数型号：YWT—3000A 工作电源：交流220V、直流220V；自动切换。

水轮机故障的诊断及其维修技术摘要：人们在生产生活过程中离不开电力能源，在水力发电过程中水轮机扮演着重要角色。

但是受多方面因素的影响，水轮机很难正常运转下去。

为了改变这种情况，就需要做好水轮机故障诊断以及维修工作，本文对此进行一系列研究。

关键词：水轮机故障；维修引言本文首先介绍了进行水轮机故障诊断维修工作的积极意义，详细分析了水轮机存在的故障问题，并立足于现实实际给出针对性的维修故障对策，希望能够尽可能的减少水轮机运行故障，从而为水力发电工作的开展奠定基础。

一、水轮机进行故障诊断以及维修的意义（一）有助于提高经济利益水轮机在运行过程中一旦出现故障应当马上采取针对性的手段进行处理，这样才能够尽可能的缩短因水轮机故障而造成的停机时间，以便于提升水轮机的运转效率，防止发生更大的故障。

另外对水轮机进行故障诊断还能够节约水轮机维修成本，保障水轮机正常运行。

（二）提高水轮机运行质量水轮机故障诊断以及维修工作的开展能够最大程度上防止发生突发性事故，这也就意味着可以在水轮机出现故障之前对其进行有效处理，以便于保障水轮机运行的稳定性。

二、水轮机运行存在的故障问题（一）水导瓦温度过高故障为了确保机组转动在同一条轴线上，通常可以利用巴士合金轴瓦固定水轮机部位的转轴。

由于轴瓦和转轴之间的接触间隙小，机组在转动过程中彼此就会因为摩擦而发热，从而导致轴瓦和转轴温度上升。

当温度到达轴瓦的熔点时将会导致轴瓦烧坏，致使机组旋转过程中偏离轴线。

以下是对水导瓦温度过高原因的详细介绍。

第一，润滑油不足。

因为没有做好密封轴承油槽工作，或者没有关好排油阀门都会造成甩油或者漏油，从而导致润滑油容量不足不能形成油膜，以至于轴承温度升高。

第二，油变质。

轴承内的润滑油因为长期使用或者润滑油中掺杂水分等导致油质劣化，无法保证润滑性能符合要求。

特别是轴承中如果存在大量的水将会改变润滑的介质，使轴承润滑条件受到负面影响，最终造成轴瓦温度在短时间内急剧上升。

水轮发电机运行与维修水轮发电机是将水流的势能和动能转换成机械能，再驱动发电机而变成电能的机器。

新机组或经大修后的机组在投入运转前，必须对设备进行全面的检查，方可正式投入运行，否则后患无穷。

一、机组启动前的检查（1）清除压力钢管及蜗壳中的杂物；（2）清除风道的污物；（3）检查导水机构的剪断销有无松动或损坏；（4）检查发电机内部及空气间隙是否有杂物；（5）检查制动风闸动作是否正常；（6）检查水轮机主轴密封装置；（7）检查集电环、励磁机碳刷弹簧压力和炭刷；（8）检查油、水、气系统各部是否正常。

各轴承油位、油色是否正常（9）检查调速器各部位位置是否正确，开度限制机构是否放在零位；（10）作蝶阀的动作试验，检查行程开关的工作情况；二、机组运行中的注意事项(1)机器开动后，转速应逐渐上升，不能突然上升或突然下降；(2)运行期间，要注意各部润滑情况，规定注油处每五天应注油一次；(3)每小时要查看轴承温升一次，检查声音和震动情况，并详细记录；(4)停机时，转到手轮要均匀缓慢，不要把导水叶关的过死，以防损坏或卡死，然后再关掉阀门；(5)冬季停机和长期停机，应放干积水，以防冰冻和锈蚀；(6) 长期停机，做好全机的清理和保养工作，尤其是润滑工作。

三、机组运行中应做的停机处理机组在运行中，遇到下列情况之一都应立即停机处理：(1) 机组运转声音异常，并经处理后无效；(2) 轴承温度超过70度；(3) 发电机或励磁机冒烟或有焦臭味；(4) 机组发生异常震动；(5) 电气部分或线路产生事故；(6) 失去厂用电并经处理无效。

四、水轮机的维修(1)正常维护---规定进行启动，运转和停机，旋盖油杯应每月注油一次，冷却水管和油管要经常检查，保持畅通，油位正常，厂房要保持清洁，建立岗位责任制，做好交接班工作。

(2)日常维护---根据运行情况进行日常检查，检查过水系统有无木块，杂草和石块等阻塞或卡住，检查速度系统有无松动或损坏，检查水，油路是否畅通，并做好记录。