淺析水電站水輪發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)

黃國(guó)就

摘 要：本文分析了燈泡貫流式水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)主要設(shè)備安裝方法和安裝技術(shù)，提出機(jī)組安裝質(zhì)量控制要求，對(duì)機(jī)組安裝方法以及安裝工程流程進(jìn)行優(yōu)化，筆者結(jié)合20多年理論與實(shí)踐，就安裝技術(shù)為水電站機(jī)電安裝提供點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：水電站 機(jī)電安裝 施工技術(shù)

一、水輪機(jī)主要設(shè)備的安裝

1、管型座的安裝

管型座正式安裝前，先檢查管型座預(yù)埋基礎(chǔ)板的位置，基礎(chǔ)板的平面位置誤差不大于±5mm；高程誤差允許0～5mm。表面水平誤差在總長(zhǎng)度上不大于1mm；復(fù)測(cè)尾水管中心線及波浪度、高程等，以確定管型座的安裝位置。通過(guò)調(diào)整內(nèi)管型座的中心、高程、樁號(hào)，其高程誤差制約為0～±3mm，要求中心及樁號(hào)位置誤差不大于±2mm。最后對(duì)管型座的中心、高程、樁號(hào)、法蘭面的垂直度進(jìn)行精確調(diào)整，使得管型座各項(xiàng)參數(shù)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝

在安裝間對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行組裝，用橋機(jī)整體吊入機(jī)坑安裝。（1）在密封槽內(nèi)側(cè)均勻涂上密封膠，組合后的技術(shù)要求為組合面間隙用0.05mm塞尺檢查通過(guò)，上下游法蘭面無(wú)錯(cuò)位現(xiàn)象。（2）組裝就位：將拼裝好的外環(huán)吊起，用6-8個(gè)1m左右高的支墩將拼裝好的外環(huán)支起并調(diào)平，檢查外環(huán)上、下法蘭的圓度、垂直度和平面度并記錄。內(nèi)環(huán)清掃后吊入外環(huán)孔中央地面，并注意X、Y方向是否一致。（3）零部件配裝：有編號(hào)的零部件須按照編號(hào)裝配，對(duì)有間隙配合的零件，應(yīng)進(jìn)行預(yù)裝配，并檢查配合間隙情況。（4）導(dǎo)水葉裝配：在橋機(jī)吊鉤上掛兩個(gè)鏈?zhǔn)绞掷J作為導(dǎo)水葉的可調(diào)吊點(diǎn)，導(dǎo)水葉吊起后調(diào)整高度和角度，將導(dǎo)水葉大軸頭插入外環(huán)軸孔中央，壓入密封環(huán)時(shí)，應(yīng)小心防止密封圈切邊。全部導(dǎo)水葉與外環(huán)裝配后，吊起內(nèi)環(huán)使內(nèi)環(huán)軸孔與導(dǎo)水葉軸孔對(duì)正，裝上導(dǎo)葉接軸并把緊壓軸螺母。裝配軸套筒，裝配時(shí)采取引導(dǎo)措施預(yù)防密封圈出現(xiàn)切邊現(xiàn)象。打緊導(dǎo)葉接軸螺栓，有伸長(zhǎng)值要求的按規(guī)定進(jìn)行拉伸。（5）制約環(huán)裝配：將制約環(huán)拼裝好，調(diào)平套入裝有毛氈密封的外法蘭上，裝上鋼珠并注上黃油，再裝上壓環(huán)。調(diào)整制約環(huán)，使其X、Y方向與外環(huán)一致，再裝配與導(dǎo)葉臂的連桿。（6）整體吊裝：在對(duì)內(nèi)外環(huán)下游法蘭面4-8條槽鋼以輻條形式加固，槽鋼兩頭與法蘭面用螺栓把合，焊接臨時(shí)擋塊將制約環(huán)止動(dòng)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)整體組裝完成后，用主廠房橋機(jī)將整體導(dǎo)水機(jī)構(gòu)翻身，然后垂直吊入機(jī)坑與管型座連接。（7）安裝調(diào)整：導(dǎo)葉全關(guān)時(shí)，允許導(dǎo)葉在25%高度范圍內(nèi)立面局部間隙不大于0.15mm，其余范圍用0.05mm塞尺檢查通過(guò)，調(diào)整完畢記錄每個(gè)導(dǎo)葉的測(cè)量數(shù)據(jù)。

3、主軸軸承裝配

組裝時(shí)依次將發(fā)電機(jī)組合軸承、水輪機(jī)導(dǎo)軸承裝配于主軸上，發(fā)電機(jī)組合軸承由正、反向推力軸承和徑向軸承組成，推力頭和鏡板合二為一。并且檢查推力盤與主軸垂直偏差小于等于0.05mm，推力盤合縫用0.05mm塞尺檢查塞入，錯(cuò)牙小于等于0.02mm，按廠家要求調(diào)整軸瓦間隙。

4、主軸的吊裝

首先將大軸系統(tǒng)從管型座上游側(cè)流道發(fā)電機(jī)蓋板框架孔橫向吊入，進(jìn)入流道后將大軸轉(zhuǎn)90°，水導(dǎo)瓦向下游，利用橋機(jī)調(diào)整大軸系統(tǒng)的高度、方位，將大軸系統(tǒng)緩緩向下游移動(dòng)，插入管型座內(nèi)環(huán)中。當(dāng)大軸系統(tǒng)的安裝工具支腿也進(jìn)入后，通過(guò)橋機(jī)調(diào)整吊點(diǎn)位置。在下游側(cè)內(nèi)導(dǎo)環(huán)設(shè)置兩個(gè)葫蘆，將大軸往下游拉入到位，在大軸下方裝上支撐工具，將大軸頂起直至支腿離開軌道，將支腿輪工具拆除，把緊水導(dǎo)軸承扇形板螺栓，大軸發(fā)電機(jī)側(cè)軸承座與管型座把合螺栓對(duì)稱把緊一部分。

5、轉(zhuǎn)輪裝配

利用廠家提供翻身吊裝工具將組裝好附件的轉(zhuǎn)輪輪轂翻身90°，然后吊入機(jī)坑與大軸聯(lián)接。利用四個(gè)聯(lián)軸螺栓將轉(zhuǎn)輪均勻地拉入配合止口，直到兩者的組合面相接觸。再對(duì)稱裝四個(gè)聯(lián)軸螺栓，均勻擰緊聯(lián)軸螺栓，直至橋機(jī)松鉤后組合面不出現(xiàn)間隙。安裝完后，轉(zhuǎn)輪和主軸聯(lián)接螺栓按廠家設(shè)計(jì)拉伸值進(jìn)行拉伸，并鎖錠螺栓鎖片。待機(jī)組盤車合格后按圖紙安裝操作油管、轉(zhuǎn)輪槳葉接力器缸蓋和泄水錐等部件。

6、轉(zhuǎn)輪室安裝

用樣板平尺檢查外導(dǎo)環(huán)法蘭面，將轉(zhuǎn)輪室上半部吊入機(jī)坑，與下半部聯(lián)接成一整體，檢查分瓣把合面的嚴(yán)密性，把合后用0.05mm塞尺檢查通過(guò)，允許有局部間隙，但不大于0.1mm，深度不得超過(guò)分瓣間隙寬度的1/3，長(zhǎng)度不超過(guò)全長(zhǎng)的10%。在測(cè)量轉(zhuǎn)輪室與轉(zhuǎn)輪葉片間的間隙時(shí)，每個(gè)葉片測(cè)量3點(diǎn)，邊測(cè)邊調(diào)整轉(zhuǎn)輪室與外導(dǎo)水環(huán)的裝置位置，使轉(zhuǎn)輪室與葉片之間的間隙在+X、- X方向相等，+Y、-Y方向相差值是水輪機(jī)導(dǎo)軸承的間隙值和轉(zhuǎn)輪運(yùn)行工況的上抬計(jì)算值。

二、水輪發(fā)電機(jī)設(shè)備的安裝

1、轉(zhuǎn)子吊裝。

（1）轉(zhuǎn)子噴漆干燥和耐壓試驗(yàn)。在噴漆前，絕緣漆需用甲苯或汽油進(jìn)行調(diào)稀，噴時(shí)漆面噴涂均勻，對(duì)線圈表面可適當(dāng)多噴1～2層，在磁極面上可噴薄一些。待油漆干燥以后，使用500V或1000V兆歐表測(cè)量轉(zhuǎn)子的絕緣電阻，并要求絕緣電阻不低于0.5兆歐。若發(fā)現(xiàn)絕緣電阻不符合要求，則需要對(duì)絕緣電阻進(jìn)行干燥處理，直到絕緣電阻符合要求為止。（2）當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子耐壓測(cè)試合格后，就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)子的吊裝，安裝轉(zhuǎn)子翻身工具及吊裝工具，將轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)90°垂直吊入機(jī)坑與主軸上游側(cè)法蘭連接，按廠家設(shè)計(jì)要求進(jìn)行把合螺栓伸長(zhǎng)值的拉伸、測(cè)量和記錄。

2、定子、燈泡頭吊裝

定子吊裝同樣也要進(jìn)行相關(guān)檢查和耐壓測(cè)試，待測(cè)試合格后，利用廠家提供的定子吊裝工具將定子翻身、垂直吊入機(jī)坑，初步聯(lián)接定子與內(nèi)環(huán)的全部組合螺栓。用測(cè)量定子、轉(zhuǎn)子的氣隙專用工具測(cè)量定、轉(zhuǎn)子空氣間隙值8-12個(gè)點(diǎn)，并調(diào)整使之滿足廠家規(guī)范要求，調(diào)整過(guò)程中逐個(gè)打緊與內(nèi)殼體聯(lián)接的螺栓，并聯(lián)接定位銷釘。將已裝配完畢的燈泡頭放置在上游流道內(nèi)，同時(shí)燈泡頭用橋機(jī)吊起，從上游側(cè)平移向定子靠攏，用把合螺栓與定子聯(lián)接。檢查組合螺釘是否擰緊，組合縫間隙是否符合要求。

3、發(fā)電機(jī)蓋板、豎井、導(dǎo)流板安裝

導(dǎo)流板和支墩護(hù)板按廠家的標(biāo)號(hào)安裝就位，豎井、蓋板安裝前先清掃法蘭面及密封接觸加工面，并做好蓋板和框架聯(lián)接之間的密封工作。在吊裝豎井與冷卻套上豎井口法蘭聯(lián)接后，就需要測(cè)量豎井外圍與框架內(nèi)孔之間隙，使得整個(gè)圓周方位間隙都符合要求。豎井密封圈底座與壓蓋組合吊放在蓋板位置，測(cè)量并調(diào)整與豎井之間圓周方向各處的間隙，使上游側(cè)的間隙略小于下游側(cè)，左右側(cè)的間隙均勻，將密封墊與蓋板點(diǎn)焊加固后，吊出豎井。在進(jìn)行密封墊與蓋板之間的焊縫時(shí)，需要對(duì)PT著色檢查，當(dāng)滿足要求后，就可以吊裝豎井，并裝密封盤根，然后擰緊壓環(huán)螺釘。

4、發(fā)電機(jī)燈泡頭內(nèi)其他附屬設(shè)備安裝

安裝發(fā)電機(jī)艙內(nèi)巡視、檢修平臺(tái)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)設(shè)備、制動(dòng)鎖錠系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、防潮裝置、測(cè)速裝置、照明裝置及輔助制約接線系統(tǒng)等設(shè)備。

5、機(jī)組盤車

機(jī)組各部安裝完成后，對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分進(jìn)行盤車，對(duì)受油器內(nèi)、外操作油管、集電環(huán)擺度、水導(dǎo)、發(fā)導(dǎo)處的軸擺度及轉(zhuǎn)輪葉片不同位置的間隙進(jìn)行測(cè)量，對(duì)受油器操作油管及集電環(huán)擺度超標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。在操作油管圓周順時(shí)針等分成8點(diǎn)作出標(biāo)記，在內(nèi)、外操作油管、集電環(huán)、水導(dǎo)、發(fā)導(dǎo)大軸處，圓周分別裝兩個(gè)相互垂直的百分表。利用橋機(jī)主鉤掛鋼絲繩，通過(guò)吊物孔及管型座豎井，把鋼絲繩纏繞五圈到機(jī)組大軸上，起升吊鉤達(dá)到大軸轉(zhuǎn)動(dòng)目的。大軸每轉(zhuǎn)動(dòng)1/8圈停頓，分別記錄百分表讀數(shù)及測(cè)量一次轉(zhuǎn)輪葉片間隙。每輪盤車要求轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈。當(dāng)操作油管擺度超標(biāo)時(shí)，通過(guò)對(duì)其絕緣墊板進(jìn)行修刮調(diào)整。修刮回裝后，再次盤車，重復(fù)上述的盤車工作，直到操作油管擺度合格。

三、結(jié)束語(yǔ)

燈泡貫流式機(jī)組由于效率高、投資少、建設(shè)工期短，特別適宜于低水頭電站的開發(fā)而得到迅速發(fā)展。而發(fā)電機(jī)組設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，采用新型施工工藝和技術(shù)有利于提高水電站機(jī)組安裝的質(zhì)量和效率。