向家壩左岸水輪機(jī)水導(dǎo)軸承安裝工藝

周春野

(哈爾濱電氣國(guó)際工程有限責(zé)任公司，哈爾濱黑龍江　150046)

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向家壩左岸水輪機(jī)水導(dǎo)軸承安裝工藝

周春野

(哈爾濱電氣國(guó)際工程有限責(zé)任公司，哈爾濱黑龍江150046)

在水輪發(fā)電機(jī)組中，水導(dǎo)軸承是應(yīng)用液體潤(rùn)滑承載原理的機(jī)械機(jī)構(gòu)部件，它承受立式水輪機(jī)的全部軸系負(fù)荷。介紹了向家壩水輪機(jī)水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，通過(guò)水導(dǎo)軸承安裝工藝的介紹，特點(diǎn)難點(diǎn)的分析，為日后巨型機(jī)組水導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)提供借鑒。

水輪機(jī)；水導(dǎo)軸承；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0　引言

向家壩水電站位于四川省宜賓縣和云南省水富縣交界的金沙江峽谷出口處。電站以發(fā)電為主，同時(shí)改善上、下游通航條件，兼顧灌溉，防洪、攔沙，并具有為上游梯級(jí)進(jìn)行反調(diào)節(jié)的作用。

向家壩水電站樞紐由攔河大壩、泄洪排沙建筑物、左岸壩后廠(chǎng)房、右岸地下廠(chǎng)房、左岸垂直升船機(jī)和兩岸灌溉取水口等組成。攔河大壩為混凝土重力壩，壩頂高程384 m，最大壩高162 m，壩頂長(zhǎng)度909.26 m。左岸壩后廠(chǎng)房位于溢流壩左側(cè)，右岸地下廠(chǎng)房位于右岸壩肩上游山體內(nèi)，左右岸各裝機(jī)4臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為800 MW，向家壩水電站總裝機(jī)容量6 400 MW，多年平均發(fā)電量307.5億kWh[1]。

對(duì)于水輪機(jī)運(yùn)行的功能來(lái)說(shuō)，水導(dǎo)軸承的形式會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得水導(dǎo)軸承也有了新的變化。傳統(tǒng)的水導(dǎo)軸承在運(yùn)行過(guò)程中缺乏一定的平穩(wěn)性和安全性。作為一種新型軸承結(jié)構(gòu)，水導(dǎo)拋物線(xiàn)瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承在巨型水輪機(jī)向家壩機(jī)組得到了應(yīng)用，并且運(yùn)行平穩(wěn)，所取得的效果非常顯著，是一種比較理想的軸承結(jié)構(gòu)。本文就通過(guò)對(duì)水導(dǎo)拋物線(xiàn)瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承進(jìn)行分析，從而探討了新型水導(dǎo)軸承的安裝工藝。

1　水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水輪機(jī)水軸承系統(tǒng)是水輪機(jī)組運(yùn)用液體潤(rùn)滑承載原理的機(jī)械機(jī)構(gòu)部件，它承受立式水輪機(jī)的全部軸系負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況有很大的影響。向家壩水輪發(fā)電機(jī)組為立軸、半傘式、混流式、三導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)，設(shè)兩段軸，推力軸承位于下機(jī)架上，三導(dǎo)軸承分別為上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)，發(fā)電機(jī)冷卻方式為全空冷[2]。水導(dǎo)軸承為分塊瓦、稀油外循環(huán)潤(rùn)滑巴氏合金瓦，共12塊，見(jiàn)圖1所示。水導(dǎo)瓦座與密封環(huán)將水導(dǎo)油箱分為上下兩個(gè)部分，頂蓋上另設(shè)外油箱，機(jī)坑里襯側(cè)面設(shè)水導(dǎo)油冷卻器，外加油泵強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻。

圖1　水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖

水輪機(jī)主要技術(shù)特性如表1。

表1　水輪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2　水導(dǎo)軸承安裝工藝

2.1安裝前具備的條件

1) 水導(dǎo)軸承支撐預(yù)裝完成。

2) 在下機(jī)架吊裝前，將水導(dǎo)軸承及其附件按照順序吊入安裝位置放置。

3) 正式安裝在機(jī)組盤(pán)車(chē)完成后進(jìn)行。

2.2專(zhuān)用工器具、工裝準(zhǔn)備

1) 需要清點(diǎn)、檢查的專(zhuān)用工器具有：管路清洗泵等。

2) 需要制作、準(zhǔn)備的工裝有：悶蓋，堵絲、打壓等設(shè)備。

2.3安裝流程見(jiàn)圖2。

2.4安裝具體工藝流程

按照?qǐng)D紙水導(dǎo)軸承部件的安裝部位依次將各部件吊入機(jī)坑放置，水導(dǎo)軸承支架吊入后用把和螺栓臨時(shí)固定在頂蓋上。

2.4.1水導(dǎo)軸承支架安裝

1) 清掃軸瓦支撐架與頂蓋配合面，去除尖角毛刺、高點(diǎn)。

2) 安裝水導(dǎo)軸承支架，穿入定位銷(xiāo)釘，按圖紙要求預(yù)緊力矩對(duì)稱(chēng)緊固其與頂蓋的把合螺栓，檢查瓦架到主軸的距離滿(mǎn)足圖紙要求。

圖2　安裝流程

2.4.2水導(dǎo)抱瓦安裝

1) 按照設(shè)計(jì)圖紙分布位置在主軸安裝水導(dǎo)瓦，抱瓦間隙為0.30±0.02 mm。

2) 水導(dǎo)軸瓦抱瓦間隙用楔子板進(jìn)行調(diào)整，用楔子板推動(dòng)軸瓦緊貼主軸(在主軸上架設(shè)百分表檢測(cè))。

3) 提升楔子板，根據(jù)計(jì)算，調(diào)整板的斜率為0.02 mm/mm，將楔子板提升15 mm(用深度尺測(cè)量)，保證0.30 mm抱瓦間隙。

2.4.3擋油環(huán)、下?lián)跤铜h(huán)安裝

1) 擋油環(huán)分8瓣到貨，先組成整圓后由底板托起，底板和軸承支架用螺栓把合。

2) 按照?qǐng)D紙要求將下?lián)跤铜h(huán)組成整圓，下?lián)跤腿Π惭b位置為阻油環(huán)下40 mm，安裝到位后打孔，用鋼球和頂絲將下?lián)跤铜h(huán)安裝在主軸上。

2.4.4油箱安裝

1) 下油箱由擋油筒和油箱底板組成。擋油筒為整體結(jié)構(gòu)，用千斤頂和木塊頂起擋油筒，在連接面密封槽放入適當(dāng)?shù)摹癘”型圈后和水導(dǎo)軸承支架用螺栓把合，把合螺栓涂抹螺栓緊固膠。

2) 油箱底板分為6塊，先組成整體，組合面涂抹平面密封膠，安裝定位銷(xiāo)釘和把合螺栓，用力矩扳手按照設(shè)計(jì)要求扳緊。

3) 清掃下游箱內(nèi)所有區(qū)域，頂起油箱底板，安裝“O”密封圈后與擋油筒用螺栓把和，用力矩扳手按照設(shè)計(jì)要求把緊。

4) 檢查下油箱與主軸間隙并驗(yàn)收。

2.4.5擋油環(huán)、油箱蓋板安裝

1) 上擋油環(huán)安裝位置為水導(dǎo)瓦上170 mm，安裝方法與下?lián)跤铜h(huán)相同。

2) 清掃整個(gè)油槽，將油箱蓋板組合成整體與軸承支架把和，連接面放“O”型密封圈，按照設(shè)計(jì)要求用力矩扳手扳緊螺栓。

2.4.6冷卻器安裝

1) 按照設(shè)計(jì)要求對(duì)冷卻器進(jìn)行壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.5倍額定工作壓力，保壓30 min，檢查是否滲漏。

2) 按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求安裝冷卻器。

3) 冷卻器球閥位置按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求安裝過(guò)濾器。

4) 有水調(diào)試完成后打開(kāi)過(guò)濾器并清掃濾網(wǎng)。

2.4.7油泵及油管路安裝

1) 按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求安裝油泵，由電氣專(zhuān)業(yè)人員調(diào)試油泵。

2) 按照?qǐng)D紙要求配制管路，對(duì)配置管路編號(hào)后拆除。拆除管路，用氬弧焊進(jìn)行焊接。

3) 按照水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范安裝國(guó)標(biāo)GB/T 8564—2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范要求

進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

4) 按照設(shè)計(jì)要求清掃管路，按照配制時(shí)編號(hào)正確回裝管路。

2.4.8自動(dòng)化元件安裝

按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行安裝自動(dòng)化元件。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，和傳統(tǒng)的水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)相比，水導(dǎo)拋物線(xiàn)瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承在巨型水輪機(jī)組能夠得到更好的應(yīng)用。目前已安裝完投入運(yùn)行的向家壩左岸1號(hào)機(jī)組頂蓋x、y向水平振動(dòng)均小于5 μm，垂直振動(dòng)小于8 μm; 水導(dǎo)擺度小于158 μm；水導(dǎo)瓦溫穩(wěn)定在43.3～44.8 ℃ 之間，其運(yùn)行穩(wěn)定可靠。證明向家壩左岸水輪機(jī)水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安裝工藝流程簡(jiǎn)單，提高安裝效率。這種新型水導(dǎo)軸承為其他巨型水輪機(jī)水導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)安裝提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

[1]林太舉. 向家壩巨型水輪發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)及安裝[J]. 水電站機(jī)電技術(shù)，2013(1)：1-6.

[2]白延年. 水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

周春野，1983年生， 本科，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，工程師，主要從事電站安裝方面的管理和研究。