冲击式水轮机检修作业指导书

冲击式水轮机检修作业指导书前言冲击式水轮机作为水力发电站的核心动力设备，其安全稳定运行直接关系到电站的经济效益和电网的安全。为规范冲击式水轮机的检修作业，确保检修质量，降低检修风险，提高设备健康水平，特制定本作业指导书。本指导书旨在为检修人员提供一套系统、全面、实用的技术指引，适用于各类冲击式水轮机（如切击式、斜击式，尤以水斗式为常见）的计划性检修、故障检修及技术改造等工作。本指导书的编制基于国家及行业相关标准、设备制造厂家技术资料，并结合多年实际检修经验。各单位在具体执行过程中，应结合本电站设备的实际情况、型号规格及运行状况，进行必要的调整和细化，确保检修工作的针对性和有效性。一、安全注意事项1.1基本安全要求检修作业必须严格遵守“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。所有参与检修人员必须经过本指导书及相关安全规程的培训，熟悉设备结构、检修工艺及潜在风险点。进入作业现场必须正确佩戴安全帽，按规定穿着工作服、工作鞋。严禁酒后上岗或在作业现场嬉戏打闹。1.2作业许可与隔离检修工作开始前，必须严格执行“两票三制”（工作票、操作票；交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制）。确保机组已安全停运，与系统彻底隔离。应断开与水轮机相关的所有动力电源、控制电源及操作气源，并在相应开关、阀门处悬挂“禁止合闸，有人工作”、“禁止操作，有人工作”等安全警示标识。1.3高空作业安全水轮机检修常涉及高空作业，必须搭设牢固可靠的脚手架或作业平台，设置安全护栏。作业人员必须系好安全带，且安全带应高挂低用。严禁在高空抛掷工具、材料。1.4动火作业安全若检修过程中需进行焊接、切割等动火作业，必须办理动火许可手续，清理作业点周围可燃物，配备灭火器材，并设专人监护。1.5有限空间作业安全进入水轮机机坑、蜗壳等有限空间作业前，必须进行通风换气，检测空气质量，并确保有可靠的联络方式和应急撤离通道。1.6防止设备误动与转动伤人检修期间，应采取可靠措施防止水轮机及其辅助设备意外启动或转动。对于可能转动的部件（如转轮、主轴），在其附近作业时，必须设专人监护，并采取有效制动措施。1.7防止油污染与火灾检修过程中，应妥善保管和使用润滑油、液压油等，防止泄漏污染设备和环境。废油、油抹布等应按规定回收处理，严禁随意丢弃。1.8防止水淹厂房进行与水系统相关的阀门操作或检修时，必须确认上下游阀门状态，防止意外漏水导致水淹厂房事故。检修排水系统应确保完好可靠。二、检修前准备2.1技术准备1.图纸资料收集：收集并熟悉水轮机本体及附属设备的安装图、结构图、零件图、装配图、厂家检修说明书、运行维护手册等技术资料。2.检修方案制定：根据设备运行状况、历次检修记录、预防性试验结果及本次检修目标，制定详细的检修方案，明确检修项目、内容、方法、步骤、质量标准、安全措施、人员分工及进度计划。3.技术交底：组织检修人员进行技术交底，使每位参与人员明确检修任务、技术要求、质量标准及安全注意事项。2.2工器具准备1.通用工具：扳手、螺丝刀、手锤、撬棍、拉马、千斤顶、百分表、千分尺、水平仪、塞尺等，应确保其规格齐全、性能良好、计量器具在有效期内。2.专用工具：根据水轮机型号及检修项目，准备所需的专用拆卸工具、安装工具、调整工具等，如转轮拆卸专用工具、轴承拉出器等。3.安全用具：安全帽、安全带、绝缘手套、绝缘鞋、防护眼镜、防尘口罩、灭火器、照明灯具等。4.辅助设备：临时电源、电焊机、气割设备、打磨机、清洗设备、吊装设备（如行车、手拉葫芦）等，使用前应进行检查和试运行。5.工具管理：对所有工具进行登记、编号，建立借用归还制度，防止遗留在设备内部。2.3材料与备品备件准备1.消耗材料：各种规格的螺栓、螺母、垫片、密封圈、润滑脂、清洗剂、砂纸、破布等。2.备品备件：根据检修计划及设备状况，准备可能需要更换的零部件，如轴承、轴瓦、密封件、喷嘴、喷针、转轮水斗、控制环、接力器等。所有备品备件应有质量合格证明，并经检查确认符合技术要求。2.4作业环境准备1.作业区域隔离：在检修区域设置安全围栏和警示标识，禁止无关人员进入。2.搭设作业平台：根据检修需要，在水轮机周围搭设稳固的检修平台和走道，确保作业人员安全通行和操作。3.照明与通风：确保检修区域照明充足，通风良好。对于封闭或半封闭空间，应采取强制通风措施。4.场地清理：清理检修现场杂物，保持场地整洁有序，为检修工作创造良好条件。三、检修作业流程与工艺3.1机组停运与隔离1.按操作规程停运机组：逐步降低机组负荷，完成正常停机操作。2.执行安全隔离措施：*落下进水口工作闸门或快速闸门，切断水源。*关闭水轮机导叶（如为双击式或斜击式）或针阀，并锁死操作机构。*打开尾水闸门或排水阀，排空水轮机流道内积水。*切断水轮机及相关辅助设备的动力电源和控制电源，并在电源开关处悬挂“禁止合闸，有人工作”警示牌。*对油压装置、调速系统等进行卸压、排油（如需）处理。*如需进入转轮室或水车室，应确保其内部已充分通风换气，并检测空气质量。3.2解体与部件拆卸3.2.1上部结构及附件拆卸1.拆除调速系统连接：根据具体结构，拆除与水轮机相连的调速器接力器、控制连杆、操作油管等。做好标记，防止回装时出错。2.拆除轴承盖及防护罩：拆除水轮机主轴上导轴承盖、推力轴承盖（如适用）及各转动部分的防护罩。3.拆除测速装置、补气装置等附件。3.2.2转轮及主轴系统拆卸1.测量与记录：在拆卸关键部件前，测量并记录必要的原始数据，如主轴摆度、轴承间隙、转轮与喷嘴相对位置等，作为回装调整的依据。2.转轮拆卸：*对于卧式或斜式冲击式水轮机，需根据其结构特点，可能先拆除转轮侧的轴承座或相关支撑。*对于水斗式水轮机，若喷嘴、喷针位于转轮上方或侧面，可能需要先拆除喷嘴、喷针组件，以腾出操作空间。*拆卸转轮与主轴的连接螺栓（或其他连接方式）。对于大型转轮，需使用专用吊装工具，在行车配合下平稳将转轮吊出。注意保护转轮水斗及轴颈表面，防止碰撞损伤。3.主轴检查与拆卸（如需）：若需对主轴或其轴承进行深入检查或更换，在拆除转轮后，可进一步拆卸主轴两端轴承，将主轴吊出。3.3部件检查与修复3.3.1转轮检查与修复1.外观检查：*水斗：仔细检查每个水斗的迎水面、背面、刃口及与轮毂连接处有无裂纹、冲刷磨损、气蚀损伤。特别注意水斗根部过渡圆角处，此为应力集中部位，易产生裂纹。*转轮体（轮毂）：检查轮毂表面有无裂纹、变形，轮毂与主轴配合面有无损伤、锈蚀。*轴颈：检查转轮轴颈（或主轴与转轮配合段）的表面粗糙度、圆度、圆柱度，有无划伤、锈蚀、磨损或裂纹。2.无损检测：对水斗根部、轮毂等关键部位，必要时进行磁粉探伤或渗透探伤，以发现表面及近表面缺陷。对主轴轴颈等重要受力部件，可根据情况进行超声波探伤。3.尺寸测量：测量水斗的磨损量、气蚀坑深度，检查转轮的静平衡或动平衡状况（必要时）。4.修复或更换：*对于轻微的磨损和气蚀，可采用打磨、补焊（需选用合适焊条，预热及后热处理）、修型等方法修复。补焊后需进行表面处理，确保水斗型线符合设计要求。*对于裂纹，如确认深度较浅且不在关键受力区，可打磨消除并进行探伤复查；如裂纹较深或位于关键部位，则应考虑更换转轮或水斗（如为分体式结构）。*轴颈表面损伤可采用研磨、镀铬或喷涂等方法修复，修复后需保证其配合精度和表面质量。3.3.2主轴与轴承检查1.主轴检查：*外观检查：主轴表面有无裂纹、划伤、锈蚀、变形。*直线度检查：采用精密水平仪或百分表等工具，检查主轴的直线度是否在允许范围内。*配合面检查：主轴与转轮、轴承的配合面应光洁，无毛刺、锈蚀、损伤。2.轴承检查（推力轴承、导轴承）：*滚动轴承：检查轴承内外圈、滚动体及保持架有无裂纹、麻点、锈蚀、剥落、过热变色等现象，转动是否灵活，有无异常声响。测量轴承游隙，如超限则应更换。*滑动轴承（轴瓦）：检查轴瓦乌金表面有无脱胎、裂纹、烧灼、磨损、划痕，瓦面接触是否均匀。测量轴瓦间隙（顶隙、侧隙、轴向间隙），检查瓦枕、瓦盖的接触情况及紧力。检查润滑油路是否畅通，油槽清洁度。3.轴承座及油槽检查：检查轴承座有无裂纹、变形，油槽内有无杂物、锈蚀，密封是否完好。3.3.3水轮机室及机壳检查1.清理水轮机室、机壳内部的积水、泥沙、杂物。2.检查机壳内壁有无裂纹、渗漏、磨损或气蚀痕迹。3.检查机壳与基础的连接螺栓是否紧固，有无松动或断裂。4.检查尾水锥管或尾水管（如适用）的状况。3.3.4喷嘴与喷针检修喷嘴与喷针是冲击式水轮机的关键过流部件，其性能直接影响机组效率和运行稳定性。1.拆卸喷嘴与喷针：*拆除喷嘴与压力钢管（或叉管）的连接法兰螺栓。*拆除喷针操作机构的连接（如接力器、连杆等）。*将喷嘴、喷针组件整体或分体吊出。2.分解与清洗：将喷嘴体、喷针、导向套、密封件、操作杆等部件分解，彻底清洗各零部件。3.检查：*喷针：检查喷针表面有无磨损、腐蚀、划痕，特别是密封段和锥面部分。检查喷针杆有无弯曲、变形、裂纹。*喷嘴：检查喷嘴内壁（尤其是出口段）有无磨损、气蚀、冲刷，出口边缘是否光滑，有无卷边或缺口。检查喷嘴与喷针的配合间隙是否均匀。*导向套与衬套：检查其内孔表面有无磨损、拉毛，与喷针杆或喷嘴体的配合间隙。*密封件：检查O型圈、V型圈等密封件有无老化、裂纹、损伤，必要时全部更换。*操作机构：检查接力器（如为液压操作）、杠杆、销轴等有无卡涩、磨损、变形。4.修复或更换：*喷针、喷嘴表面轻微损伤可进行研磨、抛光修复。*若磨损、气蚀严重，影响过流特性或密封性能，则应更换。*导向套、衬套磨损超差应更换。5.装配与调整：*按拆卸相反顺序进行装配，注意各部件的清洁和润滑。*更换所有密封件，确保密封良好，无渗漏。*调整喷针在喷嘴内的同心度，保证其移动灵活，无卡阻。*调整喷针行程与控制机构的对应关系。3.3.5控制机构检修1.调速器接力器（如为机械液压型）：检查活塞、缸体有无磨损、拉伤，密封是否良好，动作是否灵活。2.操作杠杆、拐臂、销轴：检查有无变形、裂纹、过度磨损，连接是否紧固，转动是否灵活，必要时进行润滑或更换。3.回复机构：检查回复弹簧（如适用）有无疲劳、变形，回复动作是否准确可靠。3.4回装与调整回装是检修过程中至关重要的环节，必须严格按照装配工艺和质量标准进行，确保各部件安装正确、间隙合格、连接牢固。回装顺序一般与拆卸顺序相反。3.4.1主轴与轴承回装1.轴承安装：*清洗轴承座、轴瓦（或轴承）、主轴轴颈。*对于滑动轴承，在轴瓦表面涂抹清洁的润滑油。按标记将轴瓦安装到位，调整好轴瓦间隙（顶隙、侧隙）。*对于滚动轴承，如需热装，应采用合适的加热方法（如油浴加热），严禁用火焰直接加热。安装时注意轴承方向，确保安装到位。2.主轴安装：将主轴平稳吊入轴承座，调整好主轴的水平度或垂直度（根据机组型式）。3.4.2转轮回装1.清洁与检查：彻底清洁转轮与主轴的配合面，检查有无异物。2.吊装与就位：在行车配合下，将转轮平稳吊至主轴端部，对准配合面缓慢套入。注意保护水斗和轴颈。3.连接与紧固：按规定的扭矩和顺序，均匀紧固转轮与主轴的连接螺栓。必要时，对螺栓进行防松处理（如点焊、使用防松螺母）。4.初步找正：检查转轮的径向跳动和端面跳动，必要时进行初步调整。3.4.3喷嘴与喷针回装1.清洁与检查：再次清洁喷嘴、喷针及其连接部件。2.安装密封件：在喷针、喷嘴的密封部位正确安装新的密封件，并涂抹适当的润滑脂。3.整体装配：将喷针、导向套、操作杆等部件按标记装配到喷嘴体内。调整喷针在喷嘴内的轴向间隙和密封间隙。4.吊装就位：将喷嘴、喷针组件吊装到机壳或叉管上的安装位置，紧固连接法兰螺栓。注意喷嘴出口与转轮水斗的相对位置，应符合设计要求，以保证水流能准确冲击水斗。5.连接控制机构：连接喷针操作机构与调速系统，调整好喷针的行程和零位。3.4.4上部结构及附件回装1.安装轴承盖及密封件：在轴承盖结合面安装新的密封垫，按标记回装轴承盖，均匀紧固螺栓。2.连接调速系统：按拆卸时的标记，连接接力器、控制连杆、操作油管等。3.安装防护罩、测速装置、补气装置等附件。4.电气接线恢复：恢复水轮机相关的电气接线。3.4.5间隙测量与调整1.主轴摆度测量与调整：盘动主轴，测量并记录主轴在各轴承处的