高水頭大型水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策

李軍

（葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，四川 成都 610091）

高水頭大型水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策

李軍

（葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，四川 成都 610091）

結(jié)合錦屏二級(jí)水電站機(jī)組幾個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析出了高水頭大型水輪發(fā)電機(jī)組安裝的技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)也提出了相應(yīng)對(duì)策或解決方法，得到了較好地應(yīng)用，縮短了安裝直線工期，為錦屏二級(jí)水電站首批機(jī)組提前發(fā)電創(chuàng)造了有利的條件。

技術(shù)難點(diǎn)；對(duì)策；錦屏二級(jí)水電站

1 概述

錦屏二級(jí)水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河灣上，是雅礱江上水頭最高、裝機(jī)規(guī)模最大的巨型水電站。全地下電站布置8臺(tái)單機(jī)容量600M W的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量4800M W，額定水頭288m，最大水頭318.8m。工程于2007年1月全面開(kāi)工，計(jì)劃2012年首批機(jī)組發(fā)電，2014年竣工。機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 水輪機(jī)安裝技術(shù)難點(diǎn)

表1 機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)表

2.1 座環(huán)焊接

座環(huán)上、下環(huán)板板厚分別260mm、220mm，材質(zhì)為進(jìn)口S 355J 2G 3Z 35鋼板，為國(guó)內(nèi)已建電站環(huán)板最厚的座環(huán)。座環(huán)上、下環(huán)板間距為786mm，焊接施工空間小，容易出現(xiàn)焊接缺陷。座環(huán)與底環(huán)、頂蓋的聯(lián)接螺栓孔車間已加工，現(xiàn)場(chǎng)焊接變形控制要求高，其中組合面焊接收縮量≤2mm，否則將影響導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝。因此，座環(huán)安裝控制的難點(diǎn)在于座環(huán)焊接質(zhì)量的控制，現(xiàn)場(chǎng)施工中主要采取了以下幾項(xiàng)措施控制座環(huán)焊接質(zhì)量，取得了良好的效果：

（1）現(xiàn)場(chǎng)成立焊接質(zhì)量與變形控制小組，隨時(shí)對(duì)座環(huán)水平、半徑等測(cè)量監(jiān)控并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整焊接順序。

（2）根據(jù)座環(huán)的結(jié)構(gòu)形式采用合理的焊接順序與焊接方法。其中，上、下環(huán)板焊接采用每班8人對(duì)稱同時(shí)由內(nèi)向外分段退步施焊的方法。

（3）采用約束焊，在焊縫位置合理布置一定厚度同種材質(zhì)（兩種厚度：70mm與30mm）、數(shù)量的合縫搭板。

（4）中間焊層采用錘擊法消除焊接應(yīng)力，控制預(yù)熱溫度、層間溫度和溫度梯度。

（5）上、下環(huán)板的平、仰焊位各焊接厚度一半時(shí)，260～300℃×4h消氫處理，緩冷至室溫后P T（著色）、UT（超聲波）檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)缺陷提前返修，合格后繼續(xù)焊接。

2.2 蝸殼悶頭組焊、吊裝

蝸殼悶頭受運(yùn)輸尺寸限制，分1個(gè)圓頂與8瓣不規(guī)則曲面到貨，現(xiàn)場(chǎng)悶頭單獨(dú)拼焊很難控制其周長(zhǎng)、弧度與水平等尺寸。受廠房上游墻阻擋，悶頭不能直接利用廠房橋機(jī)吊裝就位，原設(shè)計(jì)經(jīng)壓力鋼管施工支洞采用臺(tái)車運(yùn)輸，壓力鋼管施工支洞距蝸殼進(jìn)口段長(zhǎng)達(dá)120m，需要鋪設(shè)的運(yùn)輸軌道長(zhǎng)，且天錨設(shè)置及軌道固定困難。

針對(duì)上述施工難點(diǎn)，采取了以下兩個(gè)新工藝：一是悶頭直接在蝸殼進(jìn)口段管口上拼裝，利用蝸殼進(jìn)口段作為模板，悶頭尺寸可以直接依據(jù)蝸殼進(jìn)口段調(diào)整，悶頭拼焊尺寸控制簡(jiǎn)便、工裝簡(jiǎn)單。二是在蝸殼進(jìn)口處鋪設(shè)一段短軌道，利用廠房橋機(jī)將悶頭及蝸殼進(jìn)口段整體吊裝至短軌道上，將悶頭及蝸殼進(jìn)口段整體向上游方向拖，待蝸殼直管段安裝后，將悶頭及蝸殼進(jìn)口段拖運(yùn)就位安裝，上述對(duì)策可以有效簡(jiǎn)化工裝、提高質(zhì)量和工效，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，見(jiàn)圖1。

圖1 悶頭拼焊及悶頭與蝸殼進(jìn)口段整體吊裝圖

2.3 蝸殼焊縫檢測(cè)

錦屏二級(jí)水電站單機(jī)容量600M W，額定水頭288m，最大水頭318.8m，額定轉(zhuǎn)速166.67r/min，屬于高水頭、高轉(zhuǎn)速的大型機(jī)組。對(duì)于這種高水頭、高轉(zhuǎn)速的大型機(jī)組，在其運(yùn)行或停機(jī)的過(guò)程中，蝸殼內(nèi)的壓力均比較高，尤其是事故停機(jī)的過(guò)程中蝸殼內(nèi)壓力突然升高，對(duì)蝸殼的強(qiáng)度是一種嚴(yán)重考驗(yàn)。為了保證機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全運(yùn)行，蝸殼的裝焊質(zhì)量相當(dāng)重要，除了從焊工水平、焊接工藝、焊接過(guò)程控制外，焊后焊縫檢測(cè)控制尤為重要。在焊縫檢測(cè)方面主要采取了三項(xiàng)重要舉措：

（1）蝸殼焊縫檢測(cè)引進(jìn)了TOFD（超聲時(shí)差衍射法）技術(shù)代替 R T（射線），采用 M T（磁粉）、UT（超聲波）、TOFD（超聲衍射時(shí)差法）三種方法進(jìn)行蝸殼焊縫檢測(cè)，充分利用三種檢測(cè)方法各自的優(yōu)點(diǎn)，從而可直觀判定缺陷性質(zhì)。

（2）蝸殼焊縫檢測(cè)合格后，施工單位提交業(yè)主委托的第三方進(jìn)行至少50%比例的抽檢，在蝸殼焊縫質(zhì)量控制上又增加了一項(xiàng)保障措施。

（3）采用蝸殼水壓試驗(yàn)、保壓澆筑來(lái)驗(yàn)證蝸殼焊縫焊接質(zhì)量，消除蝸殼焊接殘余應(yīng)力與局部應(yīng)力，滿足了機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 圓筒閥安裝

水輪機(jī)采用了新型水輪機(jī)進(jìn)水閥門(mén)即圓筒閥，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，其強(qiáng)度及剛度要求高，安裝工藝復(fù)雜，精度要求高。主要安裝特點(diǎn)：圓筒閥與頂蓋一起參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝、安裝；圓筒閥接力器現(xiàn)場(chǎng)不需分解，但需單個(gè)做耐壓試驗(yàn)；青銅導(dǎo)向塊現(xiàn)場(chǎng)配刨，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝前裝配于圓筒閥上。主要施工難點(diǎn)是：閥體焊接變形控制，圓筒閥青銅導(dǎo)向塊與座環(huán)導(dǎo)軌間隙控制，圓筒閥6個(gè)接力器同步問(wèn)題。

（1）閥體焊接變形控制

閥體分瓣面立面焊縫焊接，由四名合格焊工里外同時(shí)、對(duì)稱焊接，采用“小規(guī)范分段退步法”焊接，分段長(zhǎng)度350～400mm/段，焊條采用Ф3.2的E 5015焊條。閥體立面焊縫焊接完成后，再次把緊組合螺栓，并將螺帽至少在兩個(gè)方向點(diǎn)焊，然后用制造廠提供的鋼板封堵組合縫兩側(cè)的組合螺栓用的工藝孔，焊接封堵鋼板坡口，焊接順序見(jiàn)圖2。填充層每層焊接后，應(yīng)錘擊消應(yīng)。焊接過(guò)程中應(yīng)在焊縫內(nèi)、外側(cè)適當(dāng)位置布置幾塊百分表，以監(jiān)視焊接過(guò)程中的閥體變形，根據(jù)變形情況調(diào)整焊接程序。

圖2 閥體立面焊縫、螺栓工藝孔封堵板焊接順序圖

（2）圓筒閥青銅導(dǎo)向塊與座環(huán)導(dǎo)軌間隙控制工地座環(huán)機(jī)加工時(shí)采用大型立式銑床加工座環(huán)固定導(dǎo)葉導(dǎo)軌，加工后其半徑控制在&8635±0.25mm。

圓筒閥與頂蓋一起參與預(yù)裝，青銅導(dǎo)向塊配刨數(shù)據(jù)確定采用輔助測(cè)量法。預(yù)裝前加工12塊比現(xiàn)有青銅導(dǎo)向塊厚度稍薄的標(biāo)準(zhǔn)塊（厚度h），然后用螺栓把和在圓筒閥上。預(yù)裝時(shí)用塞尺測(cè)量檢查每個(gè)固定導(dǎo)葉導(dǎo)軌與其對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)塊的間隙g，則青銅導(dǎo)向塊配刨后的厚度H=h+g-δ，其中δ為固定導(dǎo)葉導(dǎo)軌與青銅導(dǎo)向塊的設(shè)計(jì)間隙（1.2mm）。

（3）圓筒閥6個(gè)接力器同步

主要通過(guò)液壓比例閥控制接力器控制油量大小校正發(fā)生的不同步的偏差以保證各接力器的同步運(yùn)行。

2.5 長(zhǎng)短葉片型轉(zhuǎn)輪安裝

轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)、葉片與泄水錐組成，葉片采用主副葉片型（也稱長(zhǎng)短葉片型，15＋15片），整體交貨。轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)為階梯狀迷宮，其與固定止漏環(huán)間隙無(wú)法直接測(cè)量，既要控制徑向間隙還要控制軸向錯(cuò)牙，否則止漏環(huán)將會(huì)發(fā)生碰撞。因此，必須有嚴(yán)格的工藝來(lái)保證，主要工藝要點(diǎn)如下：

（1）轉(zhuǎn)輪與水機(jī)軸在安裝間聯(lián)軸，采用專用測(cè)圓架測(cè)量檢查轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)圓度以及轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)與水輪機(jī)軸軸領(lǐng)的同軸度。

（2）底環(huán)安裝時(shí)，懸掛機(jī)組中心鋼琴線，測(cè)量底環(huán)與下固定止漏環(huán)的同心度，均布8點(diǎn)測(cè)量，仔細(xì)記錄中心偏差的大小以及方位，在轉(zhuǎn)輪安裝后止漏環(huán)間隙無(wú)法檢查的情況下可通過(guò)此處間隙進(jìn)行測(cè)算。

（3）轉(zhuǎn)輪與水機(jī)軸聯(lián)軸整體吊裝后，等分8點(diǎn)用塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)輪上冠與底環(huán)間隙，通過(guò)此間隙換算轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)與下固定止漏環(huán)間隙，從而確定轉(zhuǎn)輪是否在機(jī)組中心上。

（4）頂蓋吊裝后，通過(guò)頂蓋上8個(gè)測(cè)量孔測(cè)量轉(zhuǎn)輪與上固定止漏環(huán)間隙，計(jì)算轉(zhuǎn)輪與機(jī)組中心的偏心。

（5）機(jī)組盤(pán)車前，測(cè)量上止漏環(huán)間隙、轉(zhuǎn)輪下環(huán)與底環(huán)間隙，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分置中；測(cè)量轉(zhuǎn)輪下環(huán)與底環(huán)高差（設(shè)計(jì)：轉(zhuǎn)輪下環(huán)比底環(huán)低0.30～0.45mm），從而測(cè)算轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)

與下固定止漏環(huán)軸向錯(cuò)牙，防止轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)碰撞。

（6）盤(pán)車過(guò)程中監(jiān)測(cè)上止漏環(huán)間隙、轉(zhuǎn)輪上冠與底環(huán)間隙，計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心與底環(huán)、頂蓋的偏心值，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)部分使整個(gè)軸系旋轉(zhuǎn)中心與底環(huán)、頂蓋同心度合格。

3 發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)難點(diǎn)

3.1 下機(jī)架、定子基礎(chǔ)一期預(yù)埋

考慮到錦屏二級(jí)水電站水頭高，為保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行，下機(jī)架、定子基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為套管埋入式地腳螺栓（其中定子基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3），在一期混凝土澆筑時(shí)隨土建進(jìn)度預(yù)埋。現(xiàn)場(chǎng)受土建施工環(huán)境與條件限制，若使每個(gè)下機(jī)架、定子基礎(chǔ)螺桿（每臺(tái)機(jī)下機(jī)架基礎(chǔ)螺桿24顆、定子基礎(chǔ)螺桿72顆）調(diào)整符合標(biāo)準(zhǔn)要求（中心偏差≤2mm，高程偏差0～+3mm，垂直度偏差≤螺桿長(zhǎng)度/450），現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整量大、難度高，并且混凝土澆筑后易出現(xiàn)不同程度的位移。另外，即使每顆基礎(chǔ)螺桿在混凝土澆筑后尺寸符合要求，則下機(jī)架、定子吊裝時(shí)必須在每顆螺桿周圍布置1人將螺桿穿入基礎(chǔ)板螺桿孔內(nèi)，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力且不安全。

圖3 定子基礎(chǔ)螺桿結(jié)構(gòu)圖

為保證下機(jī)架、定子基礎(chǔ)螺桿的預(yù)埋質(zhì)量，從而確保其順利、安全、快速吊裝到位，主要采取了如下對(duì)策：

（1）用鋼板制作臨時(shí)模板，根據(jù)圖紙上下機(jī)架、定子基礎(chǔ)板布置基礎(chǔ)螺桿的數(shù)量、間距將基礎(chǔ)螺桿固定在臨時(shí)模板上，基礎(chǔ)螺桿與臨時(shí)模板作為一個(gè)整體進(jìn)行調(diào)整。

（2）利用AUTO CAD制圖并結(jié)合發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)圖求出每個(gè)基礎(chǔ)螺桿方位的坐標(biāo)點(diǎn)、臨時(shí)模板調(diào)整基準(zhǔn)點(diǎn)，用全站儀測(cè)放出上述坐標(biāo)點(diǎn)。

（3）在基礎(chǔ)板周圍預(yù)埋槽鋼，用于下機(jī)架、定子基礎(chǔ)螺桿調(diào)整完后的加固。

（4）下機(jī)架、定子基礎(chǔ)調(diào)整合格后，用全站儀測(cè)量檢查每個(gè)基礎(chǔ)螺桿的中心、方位與高程是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（5）下機(jī)架、定子吊裝前，制作三種不同長(zhǎng)度規(guī)格的導(dǎo)向管，分別置于每個(gè)基礎(chǔ)螺桿上，隨著下機(jī)架、定子緩慢下降高度，先穿入長(zhǎng)導(dǎo)向管，最后穿入短導(dǎo)向管，這樣下機(jī)架、定子吊裝定位準(zhǔn)確，節(jié)約了人力、時(shí)間，保證了安全。

3.2 定位筋裝焊

定位筋是定子組裝中最關(guān)鍵的一步,其安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到后序工作的正常進(jìn)行。為了高質(zhì)量、高效率地完成定位筋的裝焊,主要采取了以下措施:

（1）現(xiàn)場(chǎng)采用傳統(tǒng)的先裝焊定位筋、后整體疊片的工藝（即“以筋定片”工藝）代替廠家工藝（即“以片定筋”工藝），施工工序單一，干擾小，工期短。

（2）在定位筋與其托塊間采用小楔子板，將定位筋與其托塊楔緊，以便在定位筋裝焊、疊片過(guò)程中有效地固定，鐵心分段預(yù)壓后取出已疊高度對(duì)應(yīng)的小楔子板，調(diào)整定位筋與托塊間隙為0.50mm。

（3）現(xiàn)場(chǎng)將下齒壓板固定工具C型夾2套（每套144個(gè)）代替托塊頂柱用于定位筋調(diào)整，勉強(qiáng)滿足一環(huán)定位筋的調(diào)整固定。

（4）將所有定位筋焊接前調(diào)整半徑的標(biāo)準(zhǔn)提高，控制在0～+0.10mm。

（5）定位筋焊接采用富氬氣體保護(hù)焊（20%CO2+80%Ar）方法代替手工電弧焊。

（6）定位筋在焊接過(guò)程中，4名焊工采用同環(huán)、跳躍、同步、同速、同焊接規(guī)范方式焊接。

（7）焊接過(guò)程中每層每道焊縫焊接完成后測(cè)量1次，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整焊接順序，并且對(duì)超標(biāo)的定位筋托塊提前處理，盡量減少定位筋焊接后的處理量。

3.3 轉(zhuǎn)子裝配

結(jié)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，若想轉(zhuǎn)子裝配后最終半徑、圓度、垂直度等尺寸滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，需控制這幾個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)：副立筋裝焊、下壓板安裝、磁軛疊裝、磁軛熱套。

（1）副立筋裝焊

錦屏二級(jí)機(jī)組轉(zhuǎn)子采用副立筋及徑切向復(fù)合鍵的連接結(jié)構(gòu)，副立筋現(xiàn)場(chǎng)配刨及安裝的質(zhì)量直接影響轉(zhuǎn)子整體裝配質(zhì)量，是轉(zhuǎn)子裝配過(guò)程中極其重要的一環(huán)。副立筋裝焊需注意：精確測(cè)量副立筋配刨數(shù)據(jù)；為避免副立筋現(xiàn)場(chǎng)配刨、凸鍵制造兩者正公差累計(jì)造成磁軛疊裝時(shí)凸鍵無(wú)法放入鍵槽，從而影響磁軛疊裝質(zhì)量，須將副立筋配刨后按照半徑負(fù)公差（即-0.20mm）計(jì)算配刨量（標(biāo)準(zhǔn)±0.30mm）。

（2）下壓板安裝

在《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》（GB/T 8564-2003）、《四川省雅礱江錦屏二級(jí)水電站水輪發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》與廠家標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)下壓板安裝標(biāo)準(zhǔn)。但是為了確保轉(zhuǎn)子磁軛疊裝質(zhì)量，考慮轉(zhuǎn)子磁軛下沉量，現(xiàn)場(chǎng)用測(cè)圓架和百分表調(diào)整下壓板安裝符合如下標(biāo)準(zhǔn)：周向波浪度≤1.5mm,半徑差≤1mm，徑向外側(cè)比內(nèi)側(cè)高1mm。這樣調(diào)整下壓板后，可以減小磁軛隨著疊裝高度增加產(chǎn)生的外傾現(xiàn)象，從而防止磁軛疊裝成上大下小的喇叭口；磁軛拆除支撐后，磁軛下沉使下壓板水平基本為零。

（3）磁軛疊裝

每段壓緊前后，應(yīng)對(duì)磁軛疊片的絕對(duì)半徑、圓度進(jìn)行測(cè)量，分析測(cè)量數(shù)據(jù)，將超出設(shè)計(jì)值的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行處理到合格范圍，不能將超標(biāo)點(diǎn)累積到下一段。

隨著疊裝高度增加，在磁軛的徑向上用錘擊的方法（塑料錘）將疊片整形，使之緊靠磁軛健，消除磁軛表面凹凸不平狀況，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確。

磁軛中部是疊裝最難控制的階段，是疊裝的控制重點(diǎn)。最有效的辦法是在中段上增加測(cè)量次數(shù)，消除超標(biāo)點(diǎn)，保證磁軛疊裝的質(zhì)量要求。

（4）磁軛熱套

轉(zhuǎn)子磁軛疊裝后熱套，熱套過(guò)贏量3.5mm，通過(guò)在磁軛與副立筋間加不同厚度的墊片來(lái)補(bǔ)償和調(diào)整磁軛圓度、同心度、垂直度。由于磁極采用T尾與磁軛連接，磁極的T尾兩側(cè)均現(xiàn)場(chǎng)焊接通長(zhǎng)等厚（3mm）的磁極墊條，磁極結(jié)構(gòu)不能補(bǔ)償磁軛圓度、同心度與垂直度超差現(xiàn)象。所以，磁軛熱套對(duì)轉(zhuǎn)子裝配的最終質(zhì)量控制相當(dāng)重要。

磁軛熱套加墊量計(jì)算公式：δ=K-（Rn-R平均）+κ1+κ2

式中：δ—加墊厚度，mm

K—過(guò)贏量（3.5），mm

Rn—磁軛對(duì)應(yīng)凸鍵位置實(shí)測(cè)上、中、下半徑的平均值，mm

R平均—磁軛整體的平均半徑，mm

κ1、κ2—實(shí)測(cè)凸鍵與磁軛和副立筋間隙值，mm

磁軛熱套時(shí)采用加熱板加溫，加熱應(yīng)保證均勻,嚴(yán)格控制溫升、溫降，以免磁軛產(chǎn)生偏移；采用保溫被作為隔熱屏障將磁軛嚴(yán)實(shí)包裹起來(lái),使在加熱過(guò)程磁軛與轉(zhuǎn)子支架很好形成溫差；加墊工作應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行。

3.4 導(dǎo)軸承間隙調(diào)整

發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承的支撐為鍵支撐結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖4），導(dǎo)軸承與滑轉(zhuǎn)子（軸領(lǐng)）的間隙通過(guò)平鍵的厚度來(lái)保證。機(jī)組安裝時(shí)，根據(jù)發(fā)電機(jī)上、下導(dǎo)油槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，平鍵配置時(shí)采取兩道工序進(jìn)行，第一道工序是粗加工平鍵，并預(yù)留0.10mm的現(xiàn)場(chǎng)修配量。第二道工序是現(xiàn)場(chǎng)手工修磨粗加工的平鍵，修配至規(guī)定厚度。這樣，保證修磨后的平鍵與軸瓦為平面接觸且間隙符合要求，工作量大，難度也大。

圖4 發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，須采取合理的方法對(duì)平鍵加工數(shù)據(jù)精確確定，從而盡量減少現(xiàn)場(chǎng)手工修磨平鍵的工作量，下面介紹三種平鍵加工數(shù)據(jù)確定方法：

（1）采用內(nèi)徑千分尺測(cè)量（間接測(cè)量法）

采用內(nèi)徑千分尺測(cè)量軸領(lǐng)至機(jī)架側(cè)的最小距離L，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量軸瓦的厚度L1，則平鍵加工后厚度H=L-L1-δ，其中δ指導(dǎo)瓦間隙。

（2）采用配對(duì)楔子板測(cè)量（楔子板法）

在軸瓦的限位銷之間打人配對(duì)楔子板，當(dāng)判斷配對(duì)楔子板完全打緊，在其中一塊楔子板上做一標(biāo)記，將配對(duì)楔子板緩慢取出后用游標(biāo)卡尺測(cè)量配對(duì)楔子板的厚度L，測(cè)出的數(shù)值即為軸瓦背部至機(jī)架側(cè)的距離，則平鍵加工后厚度H=L-δ，其中δ指導(dǎo)瓦間隙。

（3）采用標(biāo)準(zhǔn)鍵輔助測(cè)量（標(biāo)準(zhǔn)鍵輔助法）

現(xiàn)場(chǎng)精加工一塊厚度比現(xiàn)有平鍵薄的標(biāo)準(zhǔn)鍵，嚴(yán)格控制好平面度及平行度。用小型楔子板將軸瓦緊靠在軸領(lǐng)上，且大軸不偏移。放入標(biāo)準(zhǔn)鍵，用楔子板將標(biāo)準(zhǔn)鍵緊靠至機(jī)架側(cè)，用塞尺測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鍵面與瓦背的距離L。則平鍵加工后厚度H=L+h-δ，其中h指標(biāo)準(zhǔn)鍵厚度，δ指導(dǎo)瓦間隙。

3.5 機(jī)組軸線測(cè)量與調(diào)整

錦屏二級(jí)機(jī)組軸系由發(fā)電機(jī)上端軸、轉(zhuǎn)子中心體、下端軸、水輪機(jī)軸及轉(zhuǎn)輪共5段組成，共設(shè)置了上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)三套導(dǎo)軸承和一套推力軸承，推力軸承與下導(dǎo)軸承分布在兩個(gè)單獨(dú)的油槽內(nèi)，其中推力軸承布置在下機(jī)架中心體上部，位于上導(dǎo)與下導(dǎo)之間，采用外循環(huán)冷卻方式與剛性支撐結(jié)構(gòu)。機(jī)組軸線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分段數(shù)多，結(jié)合面多，軸線各法蘭的連接均采用定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所有的定位銷釘孔、銷套孔在制造廠內(nèi)加工完畢，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法對(duì)軸線各部件的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整，從而無(wú)法有效消除工廠加工誤差、運(yùn)輸變形、工地焊接變形對(duì)軸線造成的不利因素，處理軸線難度較大。

由于軸線調(diào)整是直線工期，因此直接影響機(jī)組的安裝工期及投產(chǎn)發(fā)電日期。如何盡快調(diào)整好軸線，不僅是機(jī)組安裝質(zhì)量方面的要求，同時(shí)也是機(jī)組安裝進(jìn)度的要求。在機(jī)組軸線測(cè)量與調(diào)整方面，主要采取了以下有效措施：

（1）盤(pán)車時(shí)引進(jìn)了省時(shí)且省力的機(jī)械盤(pán)車，以卷?yè)P(yáng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)力，投入高壓油減載裝置，通過(guò)鋼絲繩和滑輪組來(lái)拖動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

（2）轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸到貨后，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)組織聯(lián)軸測(cè)量水導(dǎo)軸領(lǐng)與止漏環(huán)、下導(dǎo)軸領(lǐng)的同心度，測(cè)量?jī)奢S的直線度是否符合要求，及早發(fā)現(xiàn)、分析與解決問(wèn)題。

（3）提前做好軸線處理的預(yù)案，如：準(zhǔn)備一臺(tái)水發(fā)軸鏜孔工具與一臺(tái)套水發(fā)軸聯(lián)軸調(diào)整工具螺栓，以備水導(dǎo)擺度超標(biāo)或聯(lián)軸螺孔錯(cuò)位大進(jìn)行調(diào)整之需。

（4）盤(pán)車計(jì)算運(yùn)用數(shù)學(xué)最小二乘法理論，通過(guò)正弦曲線擬合計(jì)算，編制出軸線擺度計(jì)算程序，從而提高了測(cè)量、計(jì)算精度，使軸線調(diào)整更精確、快捷。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合錦屏二級(jí)水電站機(jī)組幾個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析出了高水頭大型水輪發(fā)電機(jī)組安裝的技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)也提出了相應(yīng)對(duì)策或解決方法，得到了較好地應(yīng)用，縮短了安裝直線工期，為錦屏二級(jí)水電站首批機(jī)組提前發(fā)電創(chuàng)造了有利的條件。

TK 730.6

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1672-5387（2013）01-0007-06

2012-08-21

李 軍（1978-），男，工程師，從事水電站機(jī)電安裝、檢修與技術(shù)管理工作。