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尼爾基發(fā)電廠上操作油管改造及應用

文檔作者：李宏偉，解文舉，王偉文檔來源：嫩江尼爾基水利水電有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月03日
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上一篇：尼爾基水電廠發(fā)電機定子槽楔松動原因分析…

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0 概述
尼爾基發(fā)電廠4 臺水輪機組型式為軸流轉(zhuǎn)槳式
（ZZA833-LH-640），機組含有槳葉液壓操作系統(tǒng)，
可以實現(xiàn)與導葉協(xié)聯(lián)，使軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機的高效
工作區(qū)寬廣，水能利用率更高，可以工作在水頭變化
較大的范圍內(nèi)。上操作油管是槳葉液壓操作系統(tǒng)的
至關重要部件，所以它的運行狀態(tài)直接決定機組的
運行狀態(tài)。
尼爾基發(fā)電廠操作油管和浮動瓦由于長時間運
行及磨損出現(xiàn)間隙過大現(xiàn)象，導致槳葉調(diào)速系統(tǒng)頻
繁抽動，導致壓力油泵頻繁啟動，液壓系統(tǒng)機械部件
及密封磨損加重，直接影響機組的運行可靠性、穩(wěn)定
性，所以操作油管是尼爾基發(fā)電廠機組大修重點項
目之一。操作油管主要分成3 部分：上操作油管、
中操作油管、下操作油管；上操作油管和三塊浮動瓦
形成兩個油腔，組成槳葉受油器，起到分配油路作
用，如圖1。
內(nèi)操作油管單件圖如圖2，外油管單件圖如圖3。
槳葉動作需要通過液壓操作機構實現(xiàn)，所以上操
作油管是調(diào)速系統(tǒng)的至關重要部件，對它的運行狀態(tài)
和質(zhì)量標準要求嚴格。同時大修回裝期間要對其進行
盤車，要求其擺度值滿足相應的技術規(guī)程要求。
1 問題發(fā)現(xiàn)
在3 號機組大修回裝時期，上操作油管從哈爾濱
收稿日期：2014-02-08
作者簡介：李宏偉（1985-），男，助理工程師，從事發(fā)電廠檢修維護
工作。
尼爾基發(fā)電廠上操作油管改造及應用
李宏偉，解文舉，王偉
（嫩江尼爾基水利水電有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）
摘要：在尼爾基發(fā)電廠3 號機組大修盤車過程中，上操作油管出現(xiàn)一些問題，通過分析問題原因，對上操作油管進
行了改造并取得成功應用，希望此次改造的經(jīng)驗可供其他軸流轉(zhuǎn)槳式水電站參考。
關鍵詞：軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機；上操作油管；技術改造；成功應用
中圖分類號：TK730.4 文獻標識碼：B 文章編號：1672-5387（2015）01-0057-03
DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.019
圖1 操作油管示意圖
圖2 內(nèi)操作油管單件圖
圖3 外油管單件圖
第38 卷第1 期水電站機電技術Vol.38 No.1
2015 年01 月Mechanical &amp;amp; Electrical Technique of Hydropower Station Jan.2015 57
電機廠加工完成驗收合格后運回安裝現(xiàn)場，由于法蘭
面連接螺栓的存在，以及兩個法蘭面之間含有密封圈
和密封槽，導致無法直接回裝，必須將內(nèi)、外操作油管
分解，去除螺栓并進行清掃后再進行組裝，再將上操作
油管回裝?；匮b后要進行機械盤車，在盤車過程中發(fā)現(xiàn)
當內(nèi)操作油管的凈擺度滿足要求時，外油管的8 個盤
車點中總會有一個點始終超標，凈擺度＞0.15 mm；在
上、中操作油管法蘭連接處加銅墊調(diào)整后，外操作油管
的所有凈擺度滿足≤0.15 mm 時，內(nèi)操作油管的8 個點
中也始終有一點凈擺度值超標，凈擺度＞0.15 mm。如此
反復進行了10 d 的盤車試驗，但是盤車結果始終不能
滿足要求。
2 原因分析
2.1 內(nèi)外操作油管垂直度超差
在整體加工前內(nèi)操作油管、外操作油管的法蘭結
合面存在間隙，這可能是整體加工前螺栓連接力不均
所造成，或可能是連接面存在高點等一系列原因所造
成，在上操作油管分解、檢查清掃、回裝后間隙可能發(fā)
生變化甚至消失，這致使操作油管垂直度超差，使內(nèi)操
作油管、外操作油管的同軸度改變，發(fā)生相對傾斜，如
圖4 為存在間隙，間隙消失后為圖5。
實際情況為AB 為上操作油管、外油管的軸線，
ce 外油管法蘭面，de 是上操作油管法蘭面，此時連
接的法蘭面邊緣存在間隙δ，相對徑向位置不存在
間隙的邊緣成為支點，當法蘭結合面有間隙的邊緣
進行連接并打緊時候，此時AB 傾斜成AD 并成為
內(nèi)操作油管實際軸線，ce 和de 兩個法蘭面重合，此
時兩個法蘭面平行，由三角形相似原理得：由于角度
a 數(shù)值很小，所以：
sin a=tan a
CD
H
=δL
得CD= Hδ
L
L：法蘭面直徑；H：上操作油管百分表1 高度；
δ：法蘭面間隙。我廠盤車過程中一般H值取為1500mm。
L 為530 mm，所以當δ 為0.053 mm 時，CD
=0.15 mm，若在理想情況下無相對平移，只存在傾
斜，當δ 為0.027 mm 時，CD=0.085 mm，此時百分
表1 讀數(shù)與徑向點數(shù)值差應為2 倍，CD 已經(jīng)為最大
允許擺度，而在回裝過程中法蘭結合面邊緣結合處
產(chǎn)生大于0.027 mm 的間隙，所以在分解和回裝過程
中很可能產(chǎn)生大于0.027 mm 間隙的變化，導致操作
油管的擺度超標，操作油管發(fā)生相對傾斜，如圖5。
通過盤車試驗、加墊可以將上操作油管的軸線調(diào)整
在標準范圍內(nèi)，但是當較大時，圖5 中此時外油管就
會傾斜，此時百分表3 計算的擺度已經(jīng)超差，所以這
種情況需要對上段操作油管分解清掃，單獨的進行
盤車試驗，調(diào)整操作油管。在這個過程中需要盤車-
計算- 分解- 加墊（或者車削加工）- 回裝- 盤車反
復的過程，加大了難度，嚴重的延誤檢修工期。
2.2 內(nèi)外操作油管同軸度超差
在加工過程中內(nèi)操作油管、外操作油管是分體
初步加工后，通過連接螺栓連接后再經(jīng)過2 次精加
工后制成的成品，如果單件加工的精度不夠，特別是
單件加工的定位部件誤差大，就會導致在分解清掃
回裝后，配合的誤差放大，位置發(fā)生變化，同樣使操
作油管的同軸度超差，但此時未發(fā)生傾斜，只發(fā)生相
對平移，如圖6，所以在盤車過程中，百分表1 和百
分表3 中至少有一個讀數(shù)已經(jīng)超標。但是通過盤車
調(diào)整可以找到一個滿足內(nèi)操作油管和外操作油管擺
度在允許范圍內(nèi)的點，這需要操作油管上機床盤車
后分解、平移、回裝、反復試驗，需要大量時間和人
力，嚴重延誤回裝工期，大大的影響了檢修效率和質(zhì)
量。
圖5
圖4
58 水 電 站 機 電 技 術 第38卷
2.3 而在實際情況中上述兩種情況很大程度上都同
時存在
如圖7，這樣更增加了復雜程度和回裝困難程
度，增加了擺度超差的嚴重性，尼爾基發(fā)電廠3 號機
組大修中出現(xiàn)了這一情況，操作油管盤車試驗消耗
掉了直線工期10 d 時間，這比原計劃盤車2 d 工期
多了8 d。
3 技術改造
根據(jù)上述操作油管的法蘭連接方式在設計和實
際加工中的缺陷，以及現(xiàn)場實際情況，向哈爾濱電機
廠設計部門提出了取消內(nèi)外操作油管法蘭螺栓連接
方式，而改成將內(nèi)、外操作油管分別焊接在法蘭上的
方式，并在內(nèi)、外操作油管之間加3 個相互成120 °
的支撐，增加整體強度，同時內(nèi)外操作油管可以實現(xiàn)
整體加工、整體回裝。
我廠委托哈爾濱電機廠重新制定了圖紙（如圖8），
哈爾濱電機廠對這種形式操作油管的外形尺寸和強
度進行了校核，滿足尼爾基發(fā)電廠運行要求，對這次
操作油管技改給予充分的肯定和好評。
改造后操作油管法蘭處為單一的法蘭，在初步
加工完成后，留有一定的尺寸余量，將油管分別進行
焊接，焊接后消除應力，并進行探傷試驗，以確保焊
接質(zhì)量良好。焊接完成后將上操作油管整體加工為
成品。
這種改造達到以下目標：
（1）解決密封性能。從操作油管本身作用和結構
上，焊接密封性能更加優(yōu)秀，而且從根本上解決密封
問題。
（2）解決垂直度及同軸度超差。取消螺栓連接
避免了分解、回裝前后，由于螺栓預緊力變化，結合
面存在雜質(zhì)、初步單件連接部件加工誤差等一系列
問題，導致分解前后位置變化而產(chǎn)生的一些相關的
缺陷。
（3）簡化工作程序，提高檢修效率。在盤車前上
操作油管不需要進行分解、清掃檢查、回裝等一系列
工作，以及不會因為分解前后變化，需要返廠重新盤
車、加工調(diào)整而增加工作量。一定程度上確保檢修效
率，4 號機組經(jīng)過2 d 完成盤車試驗，比3 號機組少
了8 d 時間。
（4）增加機組運行的穩(wěn)定性，安全性。改造后上
操作油管擺度值減小，避免了長時間運行而導致連
接螺栓預緊力變化或者松動，而使操作油管擺度和
浮動瓦磨損加大，減少設備使用壽命，同時也導致槳
葉液壓控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過改造從根本上消除了
這一點引發(fā)的缺陷，增加了機組的穩(wěn)定性和安全性。
4 推廣應用
尼爾基發(fā)電廠2011 年11 月21 日至2012 年
02 月29 日期間，4 號機組進行了A 級檢修，其中完
成了對4 號機組操作油管的改造工作，使用了改造
后的操作油管，在盤車過程中大大的減少了問題發(fā)
生，簡化了工作量，通過2 d 盤車成功完成操作油管
盤車工作，經(jīng)改造后的機組槳葉液壓控制系統(tǒng)運行
穩(wěn)定。2012 年2 月29 日，4 號發(fā)電機組經(jīng)A 級檢修
后交付系統(tǒng)備用，以及經(jīng)2013 年汛期大發(fā)電考驗，4
號機組槳葉液壓系統(tǒng)運行平穩(wěn)，技術改造后實踐效
果顯著。此次改造可供其他軸流轉(zhuǎn)槳式機組參考借
鑒，具有一定的社會效益。
參考文獻：
[1]陳秀芝.水輪發(fā)電機機械檢修[M].北京：中國電力出版社，
2003.
[2]ZZA833-LH-640 型水輪機使用說明書[R].哈爾濱電機廠.
圖6 圖7
圖8
李宏第1 期 偉，等：尼爾基發(fā)電廠上操作油管改造及應用 59

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