东西关水电站3F机组潜动原因浅析

摘要：东西关水电站共安装4台轴流转浆式机组，其中3F机组停机时风闸自动加闸超时，机组出现潜动，针对此情况，项目部在3F机组C修时对导叶间隙和控制环中心、连杆长度等设备重新进行测量和检修，以求找到解决3F机组潜动问题的根源，为其他电站遇到类似问题进行处理提供了借鉴。

关键词：3F机组潜动;导叶间隙调整;叉头连杆调整

1 概述

2021年3月3日，东西关电站3F机组停机时风闸自动加闸超时，现场观察发现3F机组转速降至22.7%，不继续下降，此时导叶开度已关为0。手动投入风闸后，转速逐渐下降至0;停机完成后，将风闸撤除，机组转速再次上升，3分钟内转速上升至15%，随即又手动投入风闸将转速降为0。针对3F机组出现潜动现象，项目部与业主单位开展研讨，在机组C修期间，对机组导叶端面间隙和里面间隙进行原始测量和重新调整，对水车室接力器压紧行程、控制环中心、连杆的长度进行修前和修后测量，反复调整和复测，以求消除3F机组潜动。

2 检查过程

在3F机组C级检修期间对导水机构进行检查：发现部分导叶端面、立面间隙超出设计值，顶盖抗磨板、底环抗磨板均存在一定的拉伤，控制环与拐臂的连杆长度存在较大的偏差;压紧行程超标，带锁定侧压紧行程10.75mm，不带锁定侧压紧行程11.5mm;部分导叶与连杆的圆柱销受力大，不易拔出，具体数据如下：

压紧行程值为6～9mm。

进一步检查控制环中心，导叶上中轴套磨损，拐臂圆锥销松紧度，连杆圆锥销间隙均未见异常。

3 原因分析及处理过程

3.1原因分析

（1）叉头连杆长短不一，最大值775mm，最小743mm，其中有14个连杆与正常值760偏差较大，均在10～15mm之间;不能保证导叶整体圆度，导致导叶受力不均匀，在导叶动作过程中产生偏移，引起导叶立面间隙不均或变大。

（2）2#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#端面间隙较小或无间隙，部分导叶上下端面与顶盖抗磨板、底环抗磨板存在拉痕、起瘤现象，也可能引起导叶转动过程中力矩过大，连杆受力过大发生弹性变形，造成导叶开、关位置与实际不同步等。

（3）与导叶臂同钻铰的Φ65定位圆柱销配合不紧密;部分导叶转动过程中导叶臂与导叶不同步位移，造成部分导叶臂与导叶出现位置偏差，造成导叶全关位置与实际不符。（建议检修期间对配合尺寸进行全面检查）

（4）其中8#、12#、14#、22#双连杆叉头与拐臂在开度（30%-35%）发生干涉，造成控制环非正常受力，底抗磨板、侧抗磨板存在偏磨，运行不平稳、偏心等，引起导叶开关过程中控制环中心不停发生变化，造成导叶间隙变大。

3.2处理措施

（1）根据测量数据对导叶端立面间隙进行了调整。（2）检查导叶上下抗磨板磨损情况，修磨抗磨板与导叶上下端接触面高点及拉痕。（3）拔出48个连杆叉头圆锥销;更换24个连杆。（4）复查控制环中心合格后点焊牢固。（5）检查部分导叶臂圆柱销紧密情况，没发现异常松动。（6）调整部分导叶端面间隙。（7）用钢丝绳将导叶整体进行捆绑，调整导叶立面间隙，测量整体圆度符合要求。具体处理过程如下：1）松开拐臂与连杆的销子，用钢丝绳和倒链对机组24个导叶进行捆绑，对立面间隙进行调整，将立面间隙调整为0mm;2）对双连杆进行更换，然后复测连杆长度，找出连杆长度偏差;3）对双连杆叉头与拐臂发生干涉部位进行打磨处理，消除干扰导叶立面间隙的因素;4）复测导叶与底环外边沿的最小值（导叶圆度）;5）复测控制环与基础环之间的间隙;6）打紧双连杆和螺帽，复测导叶立面间隙、压紧行程;7）焊接牢固拐臂与控制环小耳朵之间的双连杆被帽;（8）建压后测量接力器压紧行程，带液压锁锭侧7.83mm，带手动锁锭侧6.96mm，复测导叶端立面间隙，发现部分导叶立面间隙与建压前数据相差较大。

4 修后数据分析

（1）分别在不带压状态、带压状态、泄压状态下测量连杆叉头销中间距离，未发现异常，连杆锁紧螺母无松动，无弹性变形情况;可以确定连杆不存在强度不够问题。

（2）回装前预留接力器压紧行程3mm，建压后测量压紧行程发现带液压锁锭侧压紧行程7.83mm，带手动锁锭侧压紧行程6.96mm，均与预留值（8mm）偏差较大，可以确定部分导叶受力较大，存在弹性变形。

（3）建壓后，接力器动作前后导叶端间隙均有明显变化，特别是立面间隙不仅总间隙变大，部分导叶间隙远超接力器动作前数值，意味着每次接力器动作过程中各个导叶受力不平衡或不同步。

5 总结及建议

2021年3F机组C修期间，对导叶立面间隙调整后，机组导叶漏水量减小，机组潜动得到改善。但要想彻底消除3F机组潜动，建议在大修期间，拆除导叶，彻底打磨处理导叶拉伤部位，更换控制环底、侧抗磨板;处理导叶上部抗磨板和下部抗磨板拉伤部位，从而从根本上消除3F机组潜动。

现阶段采取的措施为更改风闸投入方式，机组停机后，自动投入风闸制动。

参考文献：

[1]水轮发电机组安装技术规范GB/T8564-2003

[2]东西关ZZD626-LH-640型水轮机安装说明书

作者简介：刘敏华（1981-），男，湖北枣阳人，工学学士，项目负责人，高级工程师，从事水电站机电设备安装、机组检修技术与管理工作。