溪洛渡水電站VHS770MW機(jī)組總裝技術(shù)

肖建平

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

溪洛渡水電站VHS770MW機(jī)組總裝技術(shù)

肖建平

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

溪洛渡水電站福伊特(VHS)770MW機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，總裝工期緊、施工難度大、工藝要求高。本文對(duì)該機(jī)組總裝流程和工藝進(jìn)行了描述，可為同類(lèi)型機(jī)組總裝調(diào)試提供借鑒。

溪洛渡水電站 機(jī)組 總裝技術(shù)

1 概述

溪洛渡左岸電站福伊特(VHS)70MW機(jī)組結(jié)構(gòu)為立軸半傘式，從上至下依次為上端軸、轉(zhuǎn)子及推力頭、發(fā)電機(jī)軸、水輪機(jī)軸、轉(zhuǎn)輪。上端軸、發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸均為中空結(jié)構(gòu)，其中心布置補(bǔ)氣管。推力頭與發(fā)電機(jī)軸現(xiàn)場(chǎng)熱套，轉(zhuǎn)子與推力頭、發(fā)電機(jī)軸在吊裝時(shí)進(jìn)行找正。

VHS機(jī)組總裝技術(shù)主要包括機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件安裝調(diào)整及機(jī)組軸線盤(pán)車(chē)兩部分。其總裝工藝流程如下：水輪機(jī)軸與轉(zhuǎn)輪連接→下機(jī)架安裝、推力頭熱套→發(fā)電機(jī)下端軸就位→上端軸吊裝→轉(zhuǎn)子吊裝→轉(zhuǎn)子與推力頭/主軸連接→轉(zhuǎn)子擺度檢查調(diào)整→轉(zhuǎn)動(dòng)部分高程檢查調(diào)整→上機(jī)架吊裝→上導(dǎo)、水導(dǎo)擺度檢查調(diào)整→旋轉(zhuǎn)中心檢查調(diào)整→上導(dǎo)軸領(lǐng)熱套→集電環(huán)、補(bǔ)氣管安裝、盤(pán)車(chē)→導(dǎo)軸承安裝。

2 施工技術(shù)措施

2.1 水輪機(jī)軸與轉(zhuǎn)輪連接

2.1.1 在機(jī)組段轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸工位布置16組楔子板，調(diào)整楔子板高差小于0.20mm，預(yù)先將轉(zhuǎn)輪內(nèi)補(bǔ)氣法蘭置于工位，吊轉(zhuǎn)輪于楔子板上。

2.1.2 清掃檢查轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸面，聯(lián)軸螺栓孔無(wú)銹蝕、毛刺、高點(diǎn)，測(cè)量聯(lián)軸面水平滿足0.02mm/m，聯(lián)軸螺栓與聯(lián)軸螺母試配，剪力銷(xiāo)套與轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸螺栓孔、水輪機(jī)軸螺栓孔試配。

2.1.3 清掃檢查水輪機(jī)軸，檢查法蘭面應(yīng)無(wú)銹蝕、毛刺、高點(diǎn)，在止口處涂潤(rùn)滑脂，在轉(zhuǎn)輪上安裝剪力銷(xiāo)套。

2.1.4 起吊水輪機(jī)軸，安裝水輪機(jī)軸下端補(bǔ)氣法蘭及密封條，按力矩要求擰緊螺栓，涂抹螺栓鎖定膠，焊接鎖定片。

2.1.5 吊裝水輪機(jī)軸接近轉(zhuǎn)輪時(shí)，按照連軸銷(xiāo)釘螺栓孔標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)水輪機(jī)軸，將水輪機(jī)軸落到轉(zhuǎn)輪上，對(duì)稱(chēng)安裝6顆連軸螺栓，用液壓拉伸器對(duì)稱(chēng)拉伸螺栓，壓緊力量為最終壓緊力的80%，檢查螺栓伸長(zhǎng)值、法蘭面間隙合格。

2.1.6 測(cè)量水輪機(jī)軸的垂直度、連接法蘭處的同心度以及上法蘭面的水平。

2.1.7 數(shù)據(jù)調(diào)整合格后，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)所有螺栓進(jìn)行拉伸。復(fù)測(cè)大軸的垂直度、同心度及法蘭面水平度滿足要求。提起轉(zhuǎn)輪內(nèi)補(bǔ)氣法蘭，安裝密封條，按力矩要求擰緊螺栓，涂抹螺栓鎖定膠，焊接鎖定片。

2.2 發(fā)電機(jī)下端軸就位

2.2.1 下端軸設(shè)計(jì)為外法蘭，采用28顆M100×6螺栓及銷(xiāo)套與水輪機(jī)主軸連接。水發(fā)連軸在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行，吊裝前在控制環(huán)和頂蓋上搭設(shè)連軸平臺(tái)，平臺(tái)低于主軸法蘭300mm左右。

2.2.2 用刀口平尺檢查主軸法蘭高點(diǎn)，并用油石或金相砂紙將其去除，再用酒精和白布將法蘭清掃干凈。選用4顆清掃好的連軸螺栓，事先吊入安裝在主軸上，其余螺栓吊放至頂蓋上。

2.2.3 下端軸清掃檢查后安裝專(zhuān)用翻身和起吊工具，用橋機(jī)主鉤將下端軸翻身豎立，拆除翻身工具。緩慢起升橋機(jī)主鉤至合適高度，用刀口平尺檢查下端軸連軸法蘭高點(diǎn)和毛刺，用油石和金相砂紙去除，并用酒精和白布清掃法蘭。吊下端軸與機(jī)坑內(nèi)主軸對(duì)正，將螺栓孔對(duì)準(zhǔn)螺栓緩慢落鉤。在主軸與下端軸之間4個(gè)軸線點(diǎn)方向，塞入30mm厚鋼墊塊和0.20mm銅皮，以保護(hù)法蘭面。繼續(xù)下落主鉤直至全部重量轉(zhuǎn)移至主軸上，臨時(shí)把緊水發(fā)大軸螺栓。用刀口平尺和塞尺檢查水發(fā)大軸徑向偏移量，做好記錄。

2.2.4 待發(fā)電機(jī)部分受力轉(zhuǎn)換及盤(pán)車(chē)確定中心后，抽出鋼墊塊和銅皮，使用2個(gè)拉伸器對(duì)稱(chēng)4個(gè)螺栓將水輪機(jī)大軸和轉(zhuǎn)輪提起來(lái)，而后拉緊7個(gè)螺栓，檢查聯(lián)軸法蘭面間隙及錯(cuò)牙，檢查水輪機(jī)高程。

2.3 下機(jī)架正式安裝

2.3.1 在下機(jī)架完成預(yù)裝以及推力軸承系統(tǒng)、高壓油系統(tǒng)設(shè)備安裝后，進(jìn)行下機(jī)架正式安裝。下機(jī)架吊入前，要將水輪機(jī)及調(diào)速器大部件全部吊入機(jī)坑。

2.3.2 以轉(zhuǎn)動(dòng)部分的實(shí)際位置，調(diào)整、測(cè)量下機(jī)架及推力頭的水平、高程以及中心滿足要求，之后完成下機(jī)架附件安裝工作。

2.4 推力頭熱套

2.4.1 推力頭與鏡板組裝后，導(dǎo)向鍵與推力頭、下端軸試配。

2.4.2 使用專(zhuān)用吊具聯(lián)接推力頭，調(diào)平推力頭水平0.1mm/m，與機(jī)組大軸對(duì)正中心(鍵槽位置對(duì)正)，在橋機(jī)軌道及小車(chē)軌道上做好標(biāo)記。

2.4.3 在機(jī)組段布置4～8個(gè)支墩，調(diào)平支墩達(dá)到1mm，在支墩上布置毛氈等，防止碰傷鏡板及推力頭。推力頭落在支墩上后，應(yīng)提起推力頭檢查水平，保證推力頭提起狀況下水平達(dá)到0.1mm/m。

2.4.4 根據(jù)推力頭熱脹量(建議1.0mm)，計(jì)算要布置的加熱板數(shù)量。

2.4.5 通電加溫前，測(cè)量推力頭內(nèi)徑與下端軸外徑，校核緊量及熱脹量。通電加溫，每15min使用測(cè)溫槍記錄推力頭溫度，控制溫升速度不宜過(guò)快；達(dá)到計(jì)算溫度時(shí)，測(cè)量推力頭內(nèi)徑滿足尺寸要求。起吊推力頭，用白布將推力頭內(nèi)孔擦拭干凈，吊入機(jī)坑進(jìn)行套裝。

2.4.6 熱套后蓋好保溫被，讓其緩慢冷卻，冷卻后測(cè)量配合面間隙符合要求，配鉆推力頭與發(fā)電機(jī)軸定位銷(xiāo)釘孔(23個(gè)40mm圓柱定位銷(xiāo))。

2.5 轉(zhuǎn)子吊裝

2.5.1 檢查轉(zhuǎn)子以下部件均已吊入機(jī)坑，發(fā)電機(jī)軸、下機(jī)架安裝調(diào)整完成，下機(jī)架基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)生期滿。機(jī)坑內(nèi)發(fā)電機(jī)油、氣、水管路預(yù)埋件符合要求，定子下線滿足轉(zhuǎn)子吊裝要求。

2.5.2 廠房橋機(jī)進(jìn)行全面檢修、并車(chē)及試車(chē)。

2.5.3 高壓油減載系統(tǒng)工作正常，制動(dòng)及頂起系統(tǒng)工作正常。

2.5.4 轉(zhuǎn)子底部安裝轉(zhuǎn)子撓度測(cè)量支架，在橋機(jī)主梁下部安裝主梁撓度測(cè)量裝置，布置下機(jī)架撓度測(cè)量百分表。

2.5.5 在發(fā)電機(jī)軸內(nèi)搭設(shè)連軸平臺(tái)。

2.5.6 準(zhǔn)備足夠數(shù)量的轉(zhuǎn)子吊裝限位木板條。

2.5.7 橋機(jī)并車(chē)做聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，連接平衡梁及轉(zhuǎn)子，起吊轉(zhuǎn)子。做起落試驗(yàn)，檢查橋機(jī)制動(dòng)閘工作情況，測(cè)量轉(zhuǎn)子撓度及橋機(jī)主梁撓度值。

2.5.8 利用風(fēng)閘鎖定楔，將風(fēng)閘高程調(diào)至比設(shè)計(jì)值高15mm左右，閘板頂面高差小于1mm。吊起轉(zhuǎn)子，清掃轉(zhuǎn)子中心體下法蘭面，將轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑落至風(fēng)閘上。讀取下機(jī)架撓度數(shù)據(jù)。

2.5.9 轉(zhuǎn)子下落時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)子對(duì)準(zhǔn)連軸孔，將轉(zhuǎn)子落至風(fēng)閘上，讀取下機(jī)架撓度數(shù)據(jù)；使用連軸螺栓對(duì)稱(chēng)、均勻提起大軸與推力頭；連軸后頂起風(fēng)閘，拆除鎖定，緩慢卸除風(fēng)閘油壓，啟動(dòng)推力軸承高壓油裝置，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量落在下機(jī)架，讀取下機(jī)架撓度數(shù)據(jù)。拆除轉(zhuǎn)輪楔子板等輔助工裝。

2.5.10 測(cè)量轉(zhuǎn)輪與頂蓋、底環(huán)高差，根據(jù)轉(zhuǎn)子吊裝前轉(zhuǎn)子及定子磁力中心線標(biāo)記；測(cè)量計(jì)算定轉(zhuǎn)子磁力中心線高差，必要時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)部分與定子高程。

2.6 轉(zhuǎn)子與上端軸連接

2.6.1 上端軸吊裝前，安裝發(fā)電機(jī)大軸、轉(zhuǎn)子中心體內(nèi)水輪機(jī)補(bǔ)氣管、補(bǔ)氣法蘭、蝶閥。

2.6.2 吊裝發(fā)電機(jī)上端軸，均勻拉伸部分連軸螺栓，檢查法蘭面間隙符合要求。

2.6.3 上機(jī)架吊裝后，初步調(diào)整上機(jī)架與上端軸同心。檢查滑轉(zhuǎn)子絕緣應(yīng)良好，校核滑轉(zhuǎn)子與軸及擋油管配合尺寸(徑向及軸向尺寸)。

2.6.4 用加熱板加熱，熱套滑轉(zhuǎn)子。加熱前應(yīng)在滑轉(zhuǎn)子表面均勻涂抹一層無(wú)酸凡士林，以避免開(kāi)始加熱時(shí)結(jié)露，在精加工面產(chǎn)生氧化層。轉(zhuǎn)子加熱應(yīng)均勻，避免局部過(guò)熱、側(cè)冷現(xiàn)象。

2.6.5 滑轉(zhuǎn)子熱套完成后，盤(pán)車(chē)檢查水導(dǎo)、上導(dǎo)擺度，必要時(shí)重新調(diào)整上端軸與轉(zhuǎn)子同心度。拉伸全部連軸螺栓，測(cè)量螺栓伸長(zhǎng)值符合要求，加工定位銷(xiāo)釘孔，安裝銷(xiāo)釘。

3 機(jī)組軸線盤(pán)車(chē)調(diào)整

機(jī)組軸線檢查調(diào)整主要內(nèi)容包括：轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分相對(duì)高程檢查調(diào)整→擺度檢查調(diào)整→旋轉(zhuǎn)中心檢查調(diào)整。

3.1 轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分相對(duì)高程檢查調(diào)整

3.1.1 轉(zhuǎn)子吊裝前，將定子、轉(zhuǎn)子磁力中心線分別返點(diǎn)至定子機(jī)座頂部、轉(zhuǎn)子中心體上法蘭面。

3.1.2 轉(zhuǎn)子連軸后，測(cè)量轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)與固定止漏環(huán)的相對(duì)高差。旋轉(zhuǎn)中心測(cè)量調(diào)整時(shí)，測(cè)量轉(zhuǎn)子位于180°、360°時(shí)的轉(zhuǎn)輪與頂蓋、底環(huán)高差滿足要求。

3.1.3 檢查主軸密封滑環(huán)與中間環(huán)高差滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.4 根據(jù)定子、轉(zhuǎn)子磁力中心線標(biāo)記，測(cè)量計(jì)算定、轉(zhuǎn)子磁力中心線高差，必要時(shí)調(diào)整定子高程。

3.2 擺度檢查調(diào)整

3.2.1 采用人工盤(pán)車(chē)或卷?yè)P(yáng)機(jī)，投入高壓油減載裝置，在轉(zhuǎn)子下方驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子緩慢旋轉(zhuǎn)。

3.2.2 盤(pán)車(chē)測(cè)量部位有補(bǔ)氣管、集電環(huán)、上端軸、下導(dǎo)、發(fā)電機(jī)下端軸及水輪機(jī)軸法蘭、水導(dǎo)共6個(gè)斷面，以及主軸密封滑環(huán)跳動(dòng)及定、轉(zhuǎn)子空氣間隙。

3.2.3 根據(jù)盤(pán)車(chē)記錄，計(jì)算各測(cè)量部位擺度、同心度，繪制軸線折彎圖，各部位擺度、同心度應(yīng)滿足規(guī)定要求。

3.2.4 擺度測(cè)量方法

3.2.4.1 抱下導(dǎo)瓦，瓦間隙0.02mm～0.05mm。

3.2.4.2 將轉(zhuǎn)子48#磁極旋轉(zhuǎn)至+Y位置，在補(bǔ)氣管、集電環(huán)、上端軸、轉(zhuǎn)子下法蘭、下導(dǎo)、發(fā)電機(jī)下端軸及水輪機(jī)軸法蘭、水導(dǎo)的擺度測(cè)量斷面上，按+Y、+X方位各架設(shè)兩塊百分表，設(shè)置并記錄所有百分表初始讀數(shù)。

3.2.4.3 投入高壓油減載裝置，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，每轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)停一次，關(guān)閉高壓油減載裝置，百分表讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)。為了校核測(cè)量數(shù)據(jù)，每次盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)子需旋轉(zhuǎn)360°。

3.2.5 擺度調(diào)整方法

3.2.5.1 轉(zhuǎn)子下法蘭擺度調(diào)整時(shí)，松開(kāi)推力頭，用制動(dòng)器頂起轉(zhuǎn)子，調(diào)整推力頭與轉(zhuǎn)子下法蘭同心度0.15mm以內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)機(jī)加工水平定位銷(xiāo)套可以保證。

3.2.5.2 水導(dǎo)擺度調(diào)整時(shí)，用制動(dòng)器頂起轉(zhuǎn)子，松開(kāi)推力頭，拆除推力頭與轉(zhuǎn)子間的卡環(huán)，根據(jù)擺度測(cè)量記錄，磨削卡環(huán)，重新連接轉(zhuǎn)子與推力頭，盤(pán)車(chē)檢查擺度合格后鎖定連接螺栓。

3.2.5.3 上導(dǎo)擺度調(diào)整時(shí)，松開(kāi)轉(zhuǎn)子與上端軸的連接螺栓，用頂絲徑向移動(dòng)上端軸，調(diào)整上端軸與轉(zhuǎn)子同心度，合格后重新連接轉(zhuǎn)子與上端軸。

3.3 旋轉(zhuǎn)中心測(cè)量調(diào)整

3.3.1 旋轉(zhuǎn)中心測(cè)量時(shí)，將轉(zhuǎn)子48#磁極旋轉(zhuǎn)至+Y位置，從+Y開(kāi)始按圓周等分，在水輪機(jī)底環(huán)止漏環(huán)、頂蓋止漏環(huán)處標(biāo)示8個(gè)測(cè)點(diǎn)。

旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，在0°、180°、360°時(shí)停止。關(guān)閉高壓油減載裝置，測(cè)量轉(zhuǎn)輪上止漏環(huán)間隙及48#、1#、2#……47#磁極的空氣間隙。計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心與底環(huán)、頂蓋的偏心值，計(jì)算定轉(zhuǎn)子偏心值，繪制偏心分布圖。

3.3.2 旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整時(shí)，投入高壓油減載裝置，根據(jù)計(jì)算獲得的旋轉(zhuǎn)中心與底環(huán)、頂蓋偏心值，用下導(dǎo)瓦徑向移動(dòng)推力頭及轉(zhuǎn)子/轉(zhuǎn)輪，調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心與底環(huán)、頂蓋同心度合格。

3.3.3 復(fù)測(cè)空氣間隙及定子與轉(zhuǎn)子磁力中心線高差，合格后澆筑定子、上機(jī)架基礎(chǔ)混凝土。

3.3.4 安裝各段補(bǔ)氣管、集電環(huán)以及機(jī)罩，再盤(pán)車(chē)檢查集電環(huán)和補(bǔ)氣管的擺度，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.3.5 機(jī)組軸線盤(pán)車(chē)合格后，將轉(zhuǎn)動(dòng)部件推到最佳中心位置(應(yīng)兼顧空氣間隙、轉(zhuǎn)輪上下密封環(huán)間隙及推力擋油圈間隙)。

3.3.6 轉(zhuǎn)動(dòng)部件位移到中心后，同時(shí)在三部軸承處，利用千斤頂將轉(zhuǎn)動(dòng)部件固定，防止其產(chǎn)生位移，注意對(duì)軸頸進(jìn)行有效保護(hù)。測(cè)量、調(diào)整導(dǎo)軸承抱瓦間隙，使其符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在四個(gè)軸線方位測(cè)量軸頸到瓦架的距離，作好記錄，并作明顯標(biāo)記。

3.3.7 導(dǎo)軸瓦抱瓦完成、檢查合格后，徹底清掃油槽，并按照要求安裝油槽內(nèi)零部件，之后進(jìn)行油槽蓋及密封裝置的安裝。

3.3.8 按照設(shè)計(jì)油位，將油槽內(nèi)注油高度反饋到油槽外或油位計(jì)上，作好標(biāo)記，按照設(shè)計(jì)要求分別向油槽內(nèi)注入合格的透平油。

4 結(jié)語(yǔ)

溪洛渡水電站VHS機(jī)組結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特，不同于國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的同等容量的國(guó)產(chǎn)機(jī)組，其總裝調(diào)試難度很大?，F(xiàn)場(chǎng)總結(jié)的總裝技術(shù)成熟可靠，開(kāi)機(jī)運(yùn)行至今，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良，可為國(guó)內(nèi)正在建設(shè)及將要建設(shè)的更大容量機(jī)組總裝調(diào)試提供借鑒。

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2095-1809(2016)06-0062-04

肖建平(1976.3-)，男，陜西寶雞人，大學(xué)本科，工程師，項(xiàng)目部部長(zhǎng)，主要從事機(jī)電工程管理工作。

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