周 敏，楊 俊，杜偉峰，黃漢琛，羅 霄

(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

1 概 述

1.1 電站概況

水布埡水電站壩址位于清江中游的巴東縣水布埡鎮(zhèn)，上距恩施117 km，下距隔河巖92 km，距清江入長江口153 km，是清江梯級開發(fā)的龍頭樞紐。水庫正常蓄水位400 m，相應(yīng)庫容43.12億m3，總庫容45.8億m3，是以發(fā)電為主，并兼顧防洪、航運(yùn)等的水利樞紐工程。

電站大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高233 m，壩頂高程409 m，壩軸線長660 m，壩頂寬度12 m，最大下泄流量為18 280 m3/s，安裝了4臺容量為460 MW的軸流定漿式水輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年發(fā)電量39.85億kW·h。

1.2 接力器概況

水布埡電站機(jī)組接力器為直缸式接力器，數(shù)量為2臺，制造廠家為上海福伊特西門子水電設(shè)備有限公司，主要由缸體、前后缸蓋、活塞、活塞導(dǎo)向帶、活塞桿、活塞桿軸封、導(dǎo)向套、超級螺栓、推拉桿頭、缸蓋密封、行程指示板和鎖錠裝置(分為自動(dòng)鎖錠和手動(dòng)鎖錠，分別裝在兩個(gè)接力器上)等部件組成[1]。

接力器后缸蓋通過16顆強(qiáng)度為8.8級的M42螺母與基坑連接固定，后缸蓋與基礎(chǔ)板之間有調(diào)整墊板，其理論厚度為18 mm，但是可以根據(jù)接力器安裝的實(shí)際情況，進(jìn)行現(xiàn)場配車[2]。接力器(帶自動(dòng)鎖錠)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 水布埡電站接力器(帶自動(dòng)鎖錠)結(jié)構(gòu)示意圖

2 調(diào)整原理

在安裝過程中，通過在后缸蓋與基礎(chǔ)板之間加減墊片，來調(diào)整接力器活塞桿的水平，其加減墊片的厚度運(yùn)用相似三角形原理來計(jì)算確定，如圖2所示。

圖2 接力器中相似三角形

3 調(diào)整過程

水布埡電站3號機(jī)組擴(kuò)修改造期間，對2臺接力器進(jìn)行了整體吊裝，在檢修前后，對接力器及控制環(huán)的高程、水平進(jìn)行了測量，其中高程數(shù)據(jù)由清江公司庫壩中心水準(zhǔn)測量，水平數(shù)據(jù)由合像水平儀現(xiàn)場測量[3-4]。

數(shù)據(jù)采集點(diǎn)如圖3所示，為方便分析，特此說明：

圖3 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)示意圖

a、b分別為1號、2號接力器活塞全部縮在缸體內(nèi)時(shí)的推拉桿頭位置，取1、5點(diǎn)數(shù)據(jù)。

a*、b*分別為1號、2號接力器活塞全部伸出缸體外時(shí)(500 mm)的推拉桿頭位置，取1*、5*點(diǎn)數(shù)據(jù)。

A、B為對應(yīng)1號、2號接力器的控制環(huán)耳柄位置，取3、7點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.1 第一次數(shù)據(jù)測量、調(diào)整、回裝

在檢修前，進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)測量，導(dǎo)葉全開，接力器活塞桿狀態(tài)如圖4所示，測得數(shù)據(jù)如表1所示，比較值如表2所示。

圖4 導(dǎo)葉全開位活塞桿狀態(tài)圖

表1 測量值

通過分析表1、表2中的數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論：

表2 比較值

1)a*低于A 1.026 6 mm；

2)b高于B 2.07 mm；

3)a*低于b 2.77 mm；

4)A高于B 0.326 6 mm；

5)1號接力器活塞桿水平 +0.74 mm/m(+為內(nèi)側(cè)高)，2號接力器活塞桿水平-0.20 mm/m。

可以看到，在檢修前，兩活塞桿水平(+0.74 mm/m，-0.20 mm/m.)高低方向不一致，兩推拉桿頭高程差(2號高)超過標(biāo)準(zhǔn)(±1.5 mm)。考慮到2號接力器活塞桿靠外側(cè)高，且推拉桿頭與1號接力器推拉桿頭高程差超過標(biāo)準(zhǔn)，在第一次回裝時(shí)，試著取掉原2號接力器后缸蓋與基礎(chǔ)板間底側(cè)的兩塊平墊。

第一次回裝后，進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)測量，測得數(shù)據(jù)如表3所示，比較值如表4所示。

表3 測量值

表4 比較值

注：1*、2*、5*、6*對應(yīng)兩活塞均伸出缸體外時(shí)的1、2、5、6(伸出距離500 mm)。

分析表3、表4中的數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論(第一次調(diào)整后)：

1)a高于A 0.5 mm，b高于B 1.89 mm；

2)a低于b 1.29 mm，A高于B 0.1 mm；

3)a*低于a 0.48 mm，b*低于b 0.69 mm；

4)1號活塞桿水平+0.39 mm/m，2號活塞桿水平+0.47 mm/m(如圖5所示)，兩推拉桿頭高程差1.29 mm。

圖5 第一次調(diào)整回裝后，活塞桿的水平度示意圖

3.2 第二次調(diào)整、回裝

由于第一次調(diào)整回裝后兩活塞桿水平數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)(±0.10 mm/m)，因此作出第二次調(diào)整，在兩接力器后缸蓋與基礎(chǔ)板間底側(cè)均勻增加0.15 mm銅墊。然后進(jìn)行第二次回裝，第三次數(shù)據(jù)測量，測得數(shù)據(jù)如表5所示，比較值如表6所示。

分析表5、表6中的數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論(第二次調(diào)整后)：

表5 測量值

表6 比較值

1)a高于A 0.46 mm，b高于B 2.2 mm；

2)a低于b 1.3 mm，A高于B 0.44 mm；

3)a*低于a 0.39mm，b*低于b 0.31mm；

4)1號活塞桿水平+0.42 mm/m，2號活塞桿水平+0.45 mm/m(如圖6所示)，兩推拉桿頭高程差1.3 mm。

圖6 第二次調(diào)整回裝后，活塞桿的水平度示意圖

3.3 第三次調(diào)整、回裝

由于兩活塞桿水平數(shù)值仍超過標(biāo)準(zhǔn)，因此作出第三次調(diào)整，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，增加后缸蓋底側(cè)銅墊0.30 mm(加上第一次增加的0.15 mm銅墊，共加墊0.45 mm)，加墊方位如圖7所示。

圖7 第三次調(diào)整加墊方位示意圖

第三次調(diào)整回裝后，進(jìn)行第四次數(shù)據(jù)測量，測得數(shù)據(jù)如表7所示，比較值如表8所示。

分析表7、表8中的數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論(第三次調(diào)整后)：

表7 測量值

表8 比較值

1)a高于A 0.83 mm，b高于B 2.67 mm；

2)a低于b 1.49 mm，A高于B 0.35 mm；

3)a*低于a 0.46 mm，b*低于b 0.12 mm；

4)1號活塞桿水平+0.07 mm/m，2號活塞桿水平+0.08 mm/m(如圖8所示)，未超過±0.10 mm/m，兩推拉桿頭高程差1.49 mm。

圖8 第三次調(diào)整回裝后，活塞桿的水平度示意圖

4 分析總結(jié)

1)根據(jù)測量得到的水平數(shù)據(jù)，計(jì)算出活塞桿的下垂距離，并通過相似三角形原理，得出需要增減墊片的厚度，反復(fù)調(diào)整，最終成功將活塞桿的不水平度控制在合格范圍內(nèi)。

2)根據(jù)修后缸體水平數(shù)據(jù)，分析檢修前2號接力器底側(cè)加裝的兩塊墊片是為了墊高角度讓2號缸體與1號缸體平行，但導(dǎo)致2號活塞桿外側(cè)偏高，與1號活塞桿高低方向不一致，且2號推拉桿頭與1號推拉桿頭高程差過大，超過標(biāo)準(zhǔn)。

3)活塞桿在伸出過程中，由于推拉桿頭和自身重量，會(huì)輕微下垂，與缸體水平方向形成小于180°的夾角，因此測量的活塞桿與缸體水平數(shù)據(jù)不一致。從數(shù)據(jù)來看，1號活塞桿與缸體夾角較2號偏小。

4)在帶壓情況下，活塞桿下垂幅度會(huì)受到抑制，參考檢修前1號活塞桿的水平測量數(shù)據(jù)(不帶壓+0.74 mm/m，帶壓+0.50 mm/m)。

5)調(diào)整后，兩推拉桿頭高程差在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，推拉桿頭與控制環(huán)耳柄的高程差可以通過推拉桿下方加墊調(diào)整。

6)兩控制環(huán)在耳柄處的高程差在檢修前后基本一致(同為1號接力器側(cè)高)。

5 結(jié) 語

在接力器回裝過程中，通過反復(fù)的計(jì)算調(diào)整，來增減后缸蓋與基礎(chǔ)板之間墊片的厚度，從而達(dá)到控制活塞桿水平度在合格范圍內(nèi)的目的。這樣不但可以讓接力器保持良好的運(yùn)行工況，減少活塞桿軸封破損、活塞拉缸[5]等問題的出現(xiàn)，而且更能在水布埡電廠另外3臺機(jī)組后續(xù)的擴(kuò)修中，為接力器回裝項(xiàng)目提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和良好的參考價(jià)值。