抽水蓄能電站機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝及取消預(yù)裝的可行性探討

肖 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

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抽水蓄能電站機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝及取消預(yù)裝的可行性探討

肖 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是抽水蓄能機(jī)組水泵水輪機(jī)的重要組成部件之一。我國混流可逆式水泵水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)的安裝方法主要為先預(yù)裝,然后再進(jìn)行正式的安裝。通過對(duì)某大型抽水蓄能電站導(dǎo)水機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝情況進(jìn)行介紹,結(jié)合其他電站現(xiàn)場(chǎng)安裝情況,探討了取消大型抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝的可行性,供同行參考。

抽水蓄能電站；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)；預(yù)裝；取消

1 概 述

某大型抽水蓄能電站共安裝6臺(tái)單機(jī)容量為250 MW的立軸混流可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)工況額定水頭為259 m，水輪機(jī)工況額定流量為110.5 m3/s，額定轉(zhuǎn)速為300 r/min，額定出力為255 MW,轉(zhuǎn)輪公稱直徑為4.74 m。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在出廠前進(jìn)行了預(yù)裝驗(yàn)收并根據(jù)預(yù)裝數(shù)據(jù)進(jìn)行了座環(huán)水平及高差打磨。底環(huán)把合在座環(huán)上，安裝后澆筑在混凝土內(nèi)成埋入部件，頂蓋為分瓣到貨，吊入機(jī)坑后組拼成整體。筆者以該電站水泵水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝為例進(jìn)行了相關(guān)說明。

2 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

該抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要由埋入式底環(huán)、20個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉和套筒、分瓣頂蓋以及操作機(jī)構(gòu)(導(dǎo)葉臂、連板、導(dǎo)葉止推壓板、導(dǎo)葉止推板、連接桿、控制環(huán)、剪斷銷、圓柱銷、偏心銷、接力器推拉桿)組成。在機(jī)坑一側(cè)布置了兩個(gè)直缸式導(dǎo)葉接力器(一推一拉)控制導(dǎo)葉開關(guān)，通過調(diào)速器控制導(dǎo)葉開度。按照設(shè)備出廠前預(yù)裝數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)座環(huán)水平和高差打磨，以控制底環(huán)和頂蓋的水平、相對(duì)高度，保證活動(dòng)導(dǎo)葉端面間隙和傾斜度。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)布置有上、下兩道止漏環(huán)密封，下止漏環(huán)為階梯式，上止漏環(huán)為迷宮式，兩道密封固定部分在轉(zhuǎn)輪的下環(huán)和上冠，活動(dòng)部分在底環(huán)內(nèi)側(cè)和頂蓋下底部。有16根活動(dòng)部分參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的預(yù)裝，剩余4根布置在機(jī)組四個(gè)軸線位置，進(jìn)行導(dǎo)葉軸套的測(cè)量。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配情況見圖1。

圖1 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖

3 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝

底環(huán)按照方位把合在研磨過的座環(huán)中及下環(huán)面，將底環(huán)底部澆筑在混凝土內(nèi)成一期埋件，將階梯式下止漏環(huán)活動(dòng)部分固定在底環(huán)上作為機(jī)組絕對(duì)中心，再吊裝轉(zhuǎn)輪，調(diào)整轉(zhuǎn)輪中心和水平，保證下止漏環(huán)間隙對(duì)點(diǎn)差值小于|0.15 mm|，水平小于0.02 mm/m，此時(shí)轉(zhuǎn)輪為機(jī)組中心。將16根導(dǎo)葉穿插在底環(huán)下軸套內(nèi)，組拼成整體的頂蓋按照方位穿過導(dǎo)葉坐落在座環(huán)上環(huán)面，在頂蓋四周支設(shè)千斤頂和百分表調(diào)整中心，頂蓋中心按上止漏環(huán)間隙確定(間隙對(duì)點(diǎn)差值小于|0.15 mm|)，在未安裝導(dǎo)葉的軸套上架設(shè)油桶、鋼琴線，配合內(nèi)徑千分尺和耳機(jī)測(cè)量導(dǎo)葉上、下軸套同軸度，按同軸度方位偏差周向和軸線調(diào)整頂蓋，保證同軸度對(duì)點(diǎn)差值小于0.15 mm。將套筒按編號(hào)安裝在導(dǎo)葉上，套筒密封不參與安裝，測(cè)量安裝套筒的導(dǎo)葉端面間隙，如果端面間隙還存在相同方向的傾斜，說明頂蓋周向還存在偏差，需從間隙小的一側(cè)向間隙大的一側(cè)旋轉(zhuǎn)；如果端面間隙存在按兩側(cè)對(duì)稱同向傾斜，則說明頂蓋中心還存在偏差，需從間隙小的一側(cè)向間隙大的一側(cè)推移；最后校核導(dǎo)葉的傾斜度、軸套同軸度和上止漏環(huán)間隙，如果三者關(guān)系不協(xié)調(diào)，則以導(dǎo)葉傾斜度保證頂蓋周向要求，以止漏環(huán)間隙保證頂蓋軸線要求，軸套同軸度為復(fù)核值。之后把合頂蓋與座環(huán)螺栓，鉆鉸頂蓋與座環(huán)定位銷釘。

預(yù)裝完成后，拆除頂蓋與座環(huán)把合螺栓，吊起頂蓋、套筒，將剩余的活動(dòng)導(dǎo)葉安裝就位后，再將頂蓋按鉆鉸的銷釘孔安裝就位，最后安裝導(dǎo)葉套筒、導(dǎo)葉臂等剩余導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)備。

4 取消導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝可行性分析

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝的主要目的是檢查導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各部件的配合情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提早進(jìn)行處理；為頂蓋安裝定中心，鉆鉸銷釘定位，解決部件間定位問題；盡量消除制造誤差、運(yùn)輸過程中不可避免地引起部件變形和底環(huán)等埋入件在混凝土澆筑過程的變形，保證工作條件；對(duì)于座環(huán)不需要加工的機(jī)組，在座環(huán)安裝、澆筑混凝土后，其水平度無法保證，故需預(yù)裝以便及時(shí)檢查消缺。但隨著數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，加工精度及質(zhì)量普遍提高，大型蓄能機(jī)組座環(huán)安裝后，為消除因制造、運(yùn)輸、焊接和澆筑等因素影響，基本上都采用座環(huán)安裝后機(jī)械研磨或加工的工藝，以保證底環(huán)、頂蓋水平以及導(dǎo)葉端面總間隙。目前國內(nèi)大型蓄能機(jī)組底環(huán)安裝后被澆筑在混凝土內(nèi)成一期埋件，下止漏環(huán)安裝在底環(huán)上，而機(jī)組中心按下止漏環(huán)中心確定，底環(huán)定位完成即機(jī)組中心定位完成。

無論導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝或安裝，其最終的目標(biāo)是保證機(jī)組同心、導(dǎo)葉不傾斜且活動(dòng)靈活、不卡阻、導(dǎo)葉端面間隙滿足漏水量設(shè)計(jì)要求、轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分間隙均勻且運(yùn)行不研磨。如果導(dǎo)水機(jī)構(gòu)不參與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝而直接安裝，即導(dǎo)葉全部穿插就位，不按軸套同軸度進(jìn)行頂蓋定位，而依導(dǎo)葉傾斜度和上止漏環(huán)間隙調(diào)整頂蓋周向和軸向位置也同樣可滿足預(yù)裝目的，各項(xiàng)參數(shù)均可滿足設(shè)計(jì)要求、達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。取消預(yù)裝可以大大縮短安裝直線工期，加快安裝進(jìn)度并減少資源投入。

5 結(jié) 語

經(jīng)過參建各方研究與討論，在該抽水蓄能電站后3臺(tái)機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝過程中，采取了取消預(yù)裝而直接安裝的方案進(jìn)行施工。經(jīng)過對(duì)比，前3臺(tái)與后3臺(tái)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝質(zhì)量均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，且后3臺(tái)比前3臺(tái)的安裝工期單臺(tái)縮短至少7 d，人工投入單臺(tái)縮減至少40個(gè)工日。該電站取消導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝的實(shí)踐，為取消大型抽水蓄能電站水泵水輪導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝工序提供了工程實(shí)例，可供同類工程參考。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

中國再次成為2016年新增水電裝機(jī)容量最多的國家

國際水電協(xié)會(huì)近日發(fā)布報(bào)告稱，2016年，全世界水電穩(wěn)步發(fā)展，新增裝機(jī)容量31.5吉瓦。其中抽水蓄能新增6.4吉瓦，接近2015年的兩倍。全世界總水電裝機(jī)容量達(dá)到1 246吉瓦。2016年水電總發(fā)電量約為4 102千瓦時(shí)，是可再生能源中貢獻(xiàn)最大的。

中國再次成為2016年新增水電裝機(jī)容量最多的國家，共11.7吉瓦投入運(yùn)營，其中3.7吉瓦為抽蓄電站。但其增速也在放緩，2015年中國新增水電裝機(jī)19.4吉瓦，而2014年則為21.9吉瓦。水電增長的驅(qū)動(dòng)因素不僅因?yàn)殡娏π枨笃毡樵鲩L，還因?yàn)楦鲊η髮?shí)現(xiàn)“巴黎協(xié)定”規(guī)定的碳減排目標(biāo)所需要的可靠、清潔和價(jià)廉的電力能源。抽水蓄能的發(fā)展意味著水電在支持能源系統(tǒng)中的作用越來越受到認(rèn)可，特別是其平衡風(fēng)能和太陽能等不穩(wěn)定可再生能源的作用。此外，報(bào)告還提到了水電碳足跡報(bào)告機(jī)制正在推進(jìn)，以及報(bào)告可持續(xù)發(fā)展績效的工具多樣化這兩方面的趨勢(shì)。

2017-04-23

TV7;TV51；TV743；TV735

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1001-2184(2017)03-0065-02

肖 明(1988-)，男，陜西旬陽人，助理工程師，學(xué)士，從事水電站機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)與管理工作.