刘家峡水电厂1号机转轮更换前后稳定性分析.docx

198高云涛，刘秀良，王茂元，李金军.刘家峡水电厂1号机转轮更换前后稳定性分析

文章编号：1006—2610(2012)S1—0198—04

刘家峡水电厂1号机转轮更换前后稳定性分析

高云涛，刘秀良，王茂元，李金军

(刘家峡水电厂，甘肃省永靖县731600)

摘要：阐述了刘家峡水电厂1号机转轮更换前后机组的稳定运行情况，介绍了1号机原转轮叶片裂纹情况、补焊修复措施，并根据转轮更换前后机组稳定性试验数据，分析了机组在不同负荷区域的稳定性能。

关键词：转轮；裂纹；稳定性

中图分类号：TM312文献标识码：A

AnalysisonStabilityofUnitIRunnerbeforeandafterbeingReplaced,LiujiaxiaHydropowerPlant

GAOYun-tao,LIUXiu-liang,WANGMao-yuan,LIJin-jun(LiujiaxiaHydropowerPlant,Yongjing,Gansu731600,China)

Abstract:StabilityofUnit1runnerbeforeandafterbeingreplaced,LiujaxiaHydropowerPlantisdescribed.CracksandtheirweldingrepairoftheoriginalUnitlrunerbladesareintroduced.Furthermore,stabilityperformancesofunitsatdifferentloadsareanalyzedac-cordingtotestdataonstabilityofunitswiththerunnerbeforeandafterbeingreplaced.

Keywords:Runner;crack;stability

1工程概述

刘家峡水电厂1号机原机组由哈尔滨电机厂生产，水轮机型号为HL430-LJ-550,额定容量为225MW,额定转速为125r/min。2001年底电厂对1号机组进行了增容改造，改造后水轮机额定容量增至260MW。此次增容改造，水轮机部分主要进行了转轮、顶盖、底环、活动导叶、控制环、接力器及水轮机导轴承等部件的更换工作。在增容改造后的数次检修中水轮机转轮叶片均不同程度的出现裂纹，为查找、分析裂纹的主要原因，制造厂及业主委托有资质的科研机构化验叶片材质、分析裂纹断口，并在电厂协助下，先后3次对1号水轮机进行动应力测试。在以上工作的基础上，最终确定叶片铸造缺陷是引

收稿日期：2012-07-28

作者简介：高云涛(1968-),男，高级工程师，工程师，从事水轮发电机组检修管理工作.

起转轮裂纹的主要原因。为此，制造厂最终承诺向电厂无偿提供1台新转轮。这台新转轮是在原转轮的基础上，通过转轮有限元分析，在叶片出水边与上冠连接处加装三角块，加大叶片出水边与下环连接处圆角，并对叶片出水边进行了修形。新转轮为分瓣结构，于2007年8月运至电厂厂房进行组焊，于2007年底1号机扩修中进行了更换，于2008年3月投入运行。

21号机前后2台转轮的运行情况

2.1原转轮安装后机组的运行情况

1号机于2002年3月完成增容改造并投入商业化运营。在之后的数次检修中均发现转轮叶片出现严重程度不同的裂纹。裂纹主要集中在2个部位：一个部位是叶片出水边与下环联结的焊缝区域；另一个部位是叶片出水边或离出水边有一定距离的区域，且基本在叶片出水边中部附近。裂纹情况以2003年7月检修时最为严重，共发现裂纹44条，其

西北水电·2012年·增刊1199

中38条分布在转轮叶片中部，有13条裂纹为穿透性裂纹。此次最严重裂纹出现在11号叶片，长420mm,裂纹最大间隙为3.5mm,错牙3mm(见图1);2002年8月次之，共发现裂纹21条，其中叶片中部16条，穿透性裂纹12条。在数次检修中均发现叶片背面中部区域存在大面积的密集针孔状气孔，该区域距出水边距离不等。经过制造厂和电厂共同对裂纹原因的查找、分析，明确了裂纹的主要原因是叶片铸造缺陷，铸造缺陷在外部应力的反复作用下，成为裂纹源，最终导致裂纹的产生。因此，制造厂决定向电厂无偿提供1台新转轮。

图1转轮叶片裂纹图

2.2原转轮叶片裂纹的处