[发明专利]一种大型混流式水轮发电机水推力在线监测试验方法

说明书

本发明公开一种大型混流式水轮发电机水推力在线监测试验方法。本发明实现的水推力试验方法采用测取混流式水轮发电机下机架轴向垂直方向形变的方法，获取推力负荷量化数据，进而得到水推力数据，试验方法便捷有效，能够直接获取水推力与推力负荷数据与趋势曲线，对于分析水推力与过机泥沙之间的关系，做好洪汛期防范，得到的推力负荷数据能够为水轮发电机增容改造承载部件是否更换提供了有力的数据依据，为此为水轮发电机的安全运行以及增容改造提供了可靠的试验方法与测试技术手段，具有很好的应用前景。

技术领域：

本发明涉及一种大型混流式水轮发电机水推力在线监测试验方法。

背景技术：

黄河是世界上泥沙含量最大的河流，沿河水电站汛期发电过机泥沙含量非常大，对沿岸电站机组安全运行造成很大危害，除黄河流域外，位于云南以及水质不良地域的水电站也面临相同的问题。水轮机的转速较高，过机泥沙多，会造成转轮磨损严重，随着转轮止漏密封装置的磨损，间隙增大，漏水量增大而使机组出力下降，效率降低。同时，转轮顶盖与止漏环水压会相应增大，使转轮的附加轴向水推力增加，严重威胁发电机推力轴承的安全运行。发电机的轴承装置承担整个水轮发电机组转动部分的径向负荷及轴向负荷，轴向水推力的增加就意味着推力轴承的轴向负荷增加，当超过允许值后，烧瓦的几率会大幅度增加从而造成轴承的损坏。此外，在混流式水发电机进行增容改造时，也可以通过水推力试验确定各工况下对推力轴承的影响，为改造时机组是否更新大轴提供有力技术数据。

刘家峡洮河口排沙洞及扩机工程在排沙洞排沙结束后，调压井闸门距发电洞与排沙洞岔管处淤积大量泥沙(长度300米左右)，机组启动过程中存在过机含沙量过大，且无法确定此过程中机组的过机含沙量，也无法准确量化较大含沙量对推力轴承的影响。在此情况下，为了最大限度的保证机组的安全运行，同时进一步研究机组启动过程中出力、过机含沙量、水推力等之间的关系，为机组后续安全稳定运行提供宝贵的经验和依据，进行水推力在线监测试验是非常必要的，由试验结果得出机组启动过程中以及不同出力情况下出力、过机含沙量、水推力等之间的关系，在洪汛期间进行水推力状态预警，保证机组在洪汛期间也能安全稳定运行。

发明内容：

本发明提供了一种大型混流式水轮发电机水推力在线监测试验方法，目的在于现阶段很多在役几十年的老机组，不再适合当今国家建设与国计民生的需求需要逐渐退役，对这些不适合再运行的老机组进行增容改造时，也可以通过水推力试验确定各工况下对推力轴承的影响，为机组是否更新大轴提供有力技术数据，以及在过机泥沙大的机组或者黄河流域机组提供各工况下的推力负荷和水推力数据，通过机组启动过程中以及不同出力情况下出力、过机含沙量、水推力等之间的关系，在洪汛期间进行水推力状态预警，保证机组在洪汛期间也能安全稳定运行。

本发明采取的技术方案为：

1)确定传感器放置位置：在水轮发电机本体结构上确定放置形变传感器的位置，选取形变最为敏感的下机架，在下机架上选取四个俯视相对坐标X、Y轴呈对称分布的四个支臂放置测点并给各支臂编号，每个支臂位于推力轴承中心体正下方，距离推力轴承中心体支撑环板下边缘140～160mm，距下机架内边缘200～250mm的区域内为放置形变传感器的测试区域位置，将每个支臂两侧的这个区域都做标记；

2)测点粗打磨：对测试区域位置进行初步打磨处理，使用打磨工具将下机架上标记好的区域内的油漆打磨掉，露出金属表面；

3)测点抛光精细打磨：对测试区域位置进行精细抛光处理，用1000目水砂纸精细打磨测试区域，直到表面粗糙度达到1.6μm；

4)清洁测点区域：对抛光后的测试区域位置进行清洁处理，用白布沾无水酒精进行清洗，反复清洗掉油污后，再用无纺布沾无水酒精清理；

5)传感器定位标记：在测试位置边缘垂直和水平位置各打出十字标记，定位形变传感器安装位置；