水轮机转轮叶片裂纹分析及补强处理

摘
要 ： 江渡 发电厂增 容机组 自 ２０ 乌 ０４年相继投产 以来 ， ２ ０ 在 ０ ７年检修中首次发现转轮 叶片 出现 裂纹 ， 经过分析 、 处理
后投入运行 ， 分叶片反复出现裂纹。在 ２ ０ 部 ０ ９年机组检修 中， 对 １ 机组转轮 叶片出水边 与上 冠联 结处进行补强 三角铁
的 处 理 。 对 补 强 前 后 的 机 组 动 平 衡 运 行 情 况 进 行 了对 比分 析 ， 彻 底 处 理 好 转 轮 叶 片 裂纹 问 题 提 供 依 据 。 为 关 键 词 ： 轮 机 转 轮 ； 片 裂 纹 ； 强处 理 水 叶 补 中图 分 类 号 ：Ｖ ７４ １ Ｔ ３ ． 文献 标 志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６４—１５ （０ ０ ０ ０６ ０ １７ ９ １ ２ １ ）２— ０ ３— ４
第３ ２卷 第 ２期
２１ ０ ０年 ２月
华 电技 术
Ｈ ｕ ｄ ａ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ａ ｉｎ Ｔ ｃ ｏｏ ｙ
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ ２ １３ ． Ｆ ｂ． ０１ ｅ ２ ０
水 轮 机 转 轮 叶 片 裂 纹 分 析 及 补 强 处 理
梁 卫
（ 江 渡 发 电厂 ， 州 遵 义 乌 贵 ５ ３０ ） ６ １４
随 着 国 家 西 部 大 开 发 和 西 电东 送 能 源 结 构 调 整 ， 江渡 发 电 厂于 ２ ０ 乌 ０ ０年 １ １月 扩 建 ２× ５ ２ ０ＭＷ
铸 ； 新 导 叶 接 力 器 ， 压 等 级 由 ２ ５ＭＰ 更 油 ． ａ提 高 到
４ ０ＭＰ ； 原座 环 固定导 叶进 行修 形 和对 尾水 管 锥 ． ａ 对
（ ） 设计 年发 电量 ４ ． ６亿 ｋ ・ 。 站 ， ０５ Ｗ ｈ
１ 增 容 机 组 改 造 及 裂 纹 情 况
１ １ 水轮 发 电机 组增 容 改造情 况Biblioteka Baidu ．
乌江 渡发 电厂 自 １７ ９ ９年第 １台机组发 电 以来 ， 机组运 行 已近 ３ ０年 ， 备 老化 、 设 性能 落后 ， 别是 水 特
收 稿 日期 ：０ ９— ９— ８ ２０ ０ ０
１ ２ 增容 机组 裂 纹情况 （ ． 以 １机组 为例 ） １ 组 自 ２０ 机 ０ ５年 ６月 增 容 投 产 以来 ， ２ ０ 在 ０７ 年机 组 小 修 中 ， 过 和 ｕ 通 Ｔ探 伤 ， 首次 发现 转 轮
叶 片 出 现 １ 条 裂 纹 ， 补 焊 处 理 ， 伤 未 见 异 常 后 ７ 经 探
式 不变 （ 栓加 销套 传动 ） 顶 盖及 底 环 采用 钢 板 焊 螺 ；
接 结 构 ， 质采 用 Ｑ ３ Ｂ； 叶采 用 铸 钢 ２ ＳＭ 材 ２５ 导 ０ ｉ ｎ整
底第 １台机 组 发 电 ，９２年 ３台 机 组 全 部 投 产 ， １８
１８ ９ ３年工 程竣 工验 收移 交生产 ， 总装机 ６ ０ＭＷ。 ３
０ 引言
乌江 渡 水 电站 位 于 贵州 乌 江 中游 ， 枢纽 工 程 于
１７ ９ ０年 开工 ， ９ １年 截 流 ，９ ９年 下 闸 蓄 水 ， １７ １７ 同年
有 ： 轮机 转 轮更 换 为 ｌ 片 常 规 不锈 钢 转 轮 ， 水 ５叶 其 材质 为 Ｚ Ｏ ｒ６ ｉＭｏ 转轮 与原 水轮 机轴 的连 接方 Ｇ Ｃ ｌ Ｎ５ ；
・
６ ４・
华 电技 术
第３ ２卷
恢 复机组 运行 。２ ０ ０ ８年 、０ ９年机 组检修 中再次 发 ２０
具体 建议 。
现转 轮 叶片 出现 裂纹 ， 纹情 况及 发 展 趋势 见 表 ２ 裂 ，
叶片裂纹 发展对 比情 况如 图 １ 示 。 所
数对 比情 况见 表 １ 。
表 １ 水 轮 机 主 要 参 数 对 比
行 。水轮 发 电机组 为天 津 阿尔斯 通公 司生 产 。
现乌 江渡 发 电 厂 总 装机 容 量 达 １ ５ （ ０ＭＷ ５× ２ ２ ０Ｍ ） 为 贵 州 电 网 首 个 百 万 千 瓦 级 水 电 厂 ５ Ｗ ，
厂） 、 、 １ ２ ３机 组 从 原 ２ ０ＭＷ 增 容 改 造 至 ２ ０ １ ５ ＭＷ ，０ ５年 ６月增容 改造 全部 完 成 ， 正式 投 入运 ２０ 并
更换 ， 固定导 叶进 行 过修 型等 。 发 电机 主要 改 造 有 ： 换定 子 机座 、 心 、 圈 更 铁 线
及 空冷 等 ； 子更 换磁 极线 圈 、 转 制动 环 、 轭压 板 ， 磁 取 消 转子 风扇 ， 安装 转 子 旋 转 挡 风 板 等 ； 子 中 心体 、 转 推力 轴承 、 导轴 承未 改造 ， 上 励磁 方式 由 自并励 改为 静止 可控 硅励 磁方 式等 。增 容机 组和 原机 组 主要参
角 的搭 配不尽 合 理 ， 制 了水 轮 机 的效 率 和 机组 的 限
过流 能力 ， 其技 术指 标及 性能 参数 均较 落后 。 因此 ， ２ ０ 在 ０ ５年 增容 工 程 中对 １ ２、 、 ３原 水 轮发 电机 组 进 行 部 分 更 新 改 造 。水 轮 机 主 要 改 造
轮 机转 轮 ， 空蚀 能 力 降 低 ， 轮 空蚀 破 坏 严 重 ， 抗 转 振 动加 剧 ， 维护及 检 修 工 作 量 较 大 。 由于 该 转 轮研 制
及 制造 的时 间较早 ， 制 于 当 时 的技 术 水 平 和制 造 受
能力 ， 轮机 固定 导 叶 、 叶和转 轮 三者之 间进 出 口 水 导
管 段进 行局 部改 造 加 固处 理 ； 增 大轴 中心 补 气 装 新
置 和顶 盖减 压排水 管 ； 引水 钢 管 、 蜗壳 及 水导轴 承 未
水 轮发 电机 组 。２ ０ ０ ４年 ８月 ２ ８日首 台扩 建 机 组 投 产发 电 ， 同年 １ 第 ２台扩 建机组 投 产发 电 。水 轮 ２月 发 电机 组 由东方 电机 厂生产 。 ２０ ０ ３年 １ １月至 ２ ０ ０ ５年 ６月 ， 别将 １厂 （ 分 老