周松青 湖南省歐陽海灌區(qū)水利水電工程管理局 421800

淺析水電站軸伸貫流式機組的安裝

周松青 湖南省歐陽海灌區(qū)水利水電工程管理局 421800

本文結(jié)合筆者工作實際，論述了軸伸貫流式水輪發(fā)電機組的安裝及注意事項，以供參考。

水電站；軸伸貫流式機組；安裝

1、電站概況

1.1 某水電站安裝三臺軸伸貫流式水輪發(fā)電機組。單機容量2000千瓦，采用雙微機監(jiān)控系統(tǒng)，第一臺機組由2006年3月份開始安裝，2007年六月底發(fā)電，第二號，三號機組于2008年3月份發(fā)電。

1.2 組機基本技術(shù)參數(shù)

1.2.1 水輪機

型 號 GZ006－WZ275

設(shè)計水頭 Hp一6.4m

最大水頭 Hmax一8.7m

最小水頭 Hmin一3.5m

設(shè)計流量 QP=38.5m3／s

設(shè)計出力 N=2150kw

設(shè)計點效率 η＝89%

最高效率 ηmax－93%

額定轉(zhuǎn)速 nH－l 66.7r／min

飛逸轉(zhuǎn)速 nP－429r／min

慣性矩 GD2－821.4kW

1.2.2 發(fā)電機

型 號 SFW2000 36／3250

額定容量 2000kw

額定電壓 6.3千伏安

額定電流 229.1A

功率因素 cos ψ＝O.8

勵磁方式 可控硅靜止勵磁 SFZL－42

勵磁變壓器容量 1000KVA－22

2、安裝基本程序

2.1 流道預(yù)埋

該電站配有50／10t橋式起重機，采用將基礎(chǔ)環(huán)、座環(huán)、導(dǎo)水機構(gòu)組裝成整體后吊入機坑安裝調(diào)整，以導(dǎo)水機構(gòu)下游端面作為高程，

中心等各參數(shù)的調(diào)整基準點。待座環(huán)二期混凝土澆筑完畢后，裝轉(zhuǎn)輪室，直錐管。肘管Ⅱ和尾水管在安裝間先焊接完畢，在機坑上面空中翻轉(zhuǎn)吊入機坑并向下游移動500mm。裝肘管I，并以底環(huán)前后加工內(nèi)圓面作為機組中心基準，調(diào)整轉(zhuǎn)輪室，直錐管和肘管I的中心，將肘管I和直維管用拉緊器臨時固定緊后，再與肘管Ⅱ和尾水管連接起來加大即移交土建澆注Ⅱ期混凝土。

2.2 機組安裝

2.2.1 水輪機安裝

拆除流道分半面上半部，操作油管，內(nèi)主軸和轉(zhuǎn)輪體在安裝問清掃組裝成整體，水導(dǎo)軸瓦套進主軸上然后整體吊入機坑，將水導(dǎo)軸承與底環(huán)把合后再吊水輪機主軸與轉(zhuǎn)輪聯(lián)接。調(diào)整水輪機中心線，待發(fā)電機安裝完，整個機組中心線調(diào)整完畢后，再裝主軸密封和流道上半部。

2.2.2 發(fā)電機安裝

發(fā)電機底板與兩部軸承座整體吊入機坑，以水輪機軸線為基準粗調(diào)底板位置。然后將發(fā)電機轉(zhuǎn)子吊入工作位置，單獨盤車發(fā)電機轉(zhuǎn)子，以水輪機主軸法蘭面為基準，粗調(diào)發(fā)電機底座，調(diào)整完畢后固定底板將轉(zhuǎn)子吊回安裝間澆發(fā)電機底板二期混凝土，在安裝間將轉(zhuǎn)子套入定子中整體吊入機坑粗測定轉(zhuǎn)子間隙，聯(lián)軸、調(diào)推力軸承間隙，再裝其它零部件。

3、安裝中的幾個問題

3.1 軸線調(diào)整

該機組軸線由三條軸:內(nèi)主軸、水輪機主軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)輪體四部分組成。水輪機主軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)軸中間用分半傳動環(huán)聯(lián)接，共設(shè)三部軸承:水導(dǎo)軸承，推力軸承，座式徑向軸承。軸線總長為13.340m，水導(dǎo)軸承和推力軸承之間轉(zhuǎn)動部分長達10.095m，轉(zhuǎn)輪體相對水平軸線下沉1.5mm，軸向限位尺寸有5個，因此軸線的調(diào)整是整個水輪發(fā)電機組安裝中的關(guān)鍵。以水導(dǎo)軸承為基準調(diào)整水輪機中心線，水導(dǎo)軸承座是扇形結(jié)構(gòu)，我們在實際調(diào)整中發(fā)現(xiàn)若保證三部軸承在同一水平線上，水導(dǎo)瓦與軸頸配合在上游端面－Y方向有0.1mm間隙即水導(dǎo)瓦底部與內(nèi)立軸在軸向接觸不完全，說明扇形板剛度太大不能滿足自位要求，只能靠軸承支架來調(diào)整水導(dǎo)軸承使其傾斜角度與內(nèi)主軸傾斜角度一致，水輪機主軸法蘭面的傾斜角度為0.003度。法蘭處水平度為0.05mm／m，單獨將發(fā)電機轉(zhuǎn)子吊人工作位置盤車找正發(fā)電機底板位置滿足兩法蘭同心度和正反推間隙，水導(dǎo)軸承回油盒，甩油環(huán)，座式徑向軸承球體與軸頸前后間隙等軸向限位尺寸的要求，加固發(fā)電機底板、將轉(zhuǎn)子吊回安裝問。澆二期混凝土。

3.2 水導(dǎo)軸承漏油

該水輪機采用軸承受油器，水導(dǎo)瓦承受徑向載荷.設(shè)計有潤滑供油，同時又有高壓油供給。在機組正常開停機時高壓油通過轉(zhuǎn)動間隙漏向集油箱，自動運行時間同樣有調(diào)速機油漏出。這樣就使調(diào)速系統(tǒng)用油不斷減少，如果槳葉調(diào)節(jié)頻繁或全關(guān)時調(diào)速器主配壓伐不在中間位置，高壓油很快漏向回油箱，使調(diào)速用油很快減少。這種結(jié)構(gòu)要求機組正常運行時必須不斷向油壓裝置集油槽中補油。由于水導(dǎo)軸承處軸承潤滑供油和調(diào)速機油通過軸承間隙連通在一起所以采用將重力油箱溢油直接溢到油壓裝置再從油壓裝置集油槽溢到回油箱，在機組運行中重力油箱始終保持在溢油狀態(tài)，這樣就能保證整個油壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行。要求回油箱一臺油泵供油量大于三部軸承潤滑供油量，由于該電站重力油箱設(shè)計比較小，如果一臺油泵自動運行，啟動太頻繁，所以將一臺油泵置于手動連續(xù)運行一臺置于備用狀態(tài)。

該軸承受油器在分半把合面處開有漏油槽，槽內(nèi)側(cè)作為把合面接觸面，外側(cè)把合面處有間隙，如果潤滑供油太大或內(nèi)側(cè)漏油太大則把合面外會有油漏到軸承外面，待軸承預(yù)組裝時檢查把合面外側(cè)間隙考慮加銅墊或涂密封填料，既要滿足內(nèi)側(cè)面完全接觸，外側(cè)又不漏油。

3.3 聯(lián)軸法蘭漏油。

該水輪機主軸采用空心結(jié)構(gòu)而轉(zhuǎn)輪體采用缸體移動活塞不動，缸體后有導(dǎo)向短軸，缸體在全關(guān)位置時短軸伸入主軸內(nèi)，為了使主軸內(nèi)腔不充滿油，在轉(zhuǎn)輪體側(cè)焊接一塊圓形堵板，在大軸加工后再焊接，內(nèi)應(yīng)力沒有消除，當轉(zhuǎn)輪體內(nèi)充滿高壓油之后使堵板焊縫開裂，主軸內(nèi)腔充滿油，由于連軸法蘭處沒有防漏油設(shè)計故油從分半傳動環(huán)外漏出，我們臨時在法蘭外加設(shè)一塊堵板用橡皮條密封避免在運動過程中有油漏出，但主軸內(nèi)腔仍充滿油，如果在轉(zhuǎn)輪體側(cè)主軸內(nèi)腔設(shè)計內(nèi)法蘭壓橡皮條等防漏措施，即可避免油漏人大軸空心腔。

3.4 軸承端蓋與轉(zhuǎn)軸碰磨

該機組軸線長達13米，因此實際軸線與軸承整體設(shè)計時認為是一條水平直線，相差比較大，發(fā)電機兩部軸承端蓋與大軸設(shè)計間隙只有0.1mm軸承與轉(zhuǎn)軸配合總間隙0.20～0.25mm，端蓋與軸配合間隙過小和軸線撓度比較大，如果對端蓋不加處理勢必造成軸與端蓋碰磨。在安裝過程中磨大端蓋內(nèi)孔使端蓋內(nèi)孔與軸實際間隙為0.15～0.2mm。即可避免端蓋與軸碰磨。

3.5 外伸主軸密封座偏心

在流道預(yù)埋過程中一直以水導(dǎo)軸承座作為機組中心線，發(fā)電機底板安裝也是以水輪機中心線作為基準，而轉(zhuǎn)輪體下沉1.5mm，要求將轉(zhuǎn)輪室下調(diào)滿足轉(zhuǎn)輪室間隙要求。導(dǎo)水機構(gòu)頂蓋下游端面與底環(huán)中心線的垂直度；直錐管兩端面的平行度；伸縮節(jié)間隙調(diào)整時誤差；肘管I上游面中心線下游密封座處的同心度等等制造及安裝誤差全部累積到外伸主軸密封座處，造成肘管I下游端面中心線與機組中心線偏離過大達10毫水以上，在實際安裝過程中將機組中心線調(diào)整好后再裝外伸主軸密封座，重新配鉆密封座與肘管I聯(lián)接螺栓孔。

3.6 定轉(zhuǎn)子整體吊裝

在機坑無法將轉(zhuǎn)子直接套入定子中，因此只能在安裝間將轉(zhuǎn)子套入定子中然后整體就位。在安裝間將定子立起來使定子中心線與橋機小車軌道平行，用大鉤配10噸手拉葫蘆吊起轉(zhuǎn)子穿入定子中、待上游鋼絲繩靠近定子時用小鉤接力松開10噸手拉葫蘆，移動小車即可將轉(zhuǎn)子套入定子中，在小車移動過程中用絕緣墊條檢查定轉(zhuǎn)子是否碰撞。轉(zhuǎn)子到位后定轉(zhuǎn)子間隙加絕緣墊條。轉(zhuǎn)軸兩端用臨時支撐，松大鉤換鋼絲繩。用大鉤吊定子配用兩個10噸手拉葫蘆拉緊轉(zhuǎn)子兩端，將定轉(zhuǎn)子整體吊入機坑就位。

4、結(jié)束語

軸伸貫流式機組是開發(fā)低水頭大流量的一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便的機型，發(fā)電機移出燈泡體外露在水輪機外部，功率可增大而且安裝維護十分方便，還可采用各種形式的增速裝置以利采用常規(guī)發(fā)電機，對中小型機組優(yōu)越性更顯著，便于在小型工廠制造。國外已有不少電站安裝軸伸貫流式機組，在低水頭小容量范圍內(nèi)有逐步取代軸流式機組的趨勢。在我國平原及丘陵地區(qū)低水頭水力資源相當豐富，軸伸貫流式機組具有廣闊前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.058

周松青，男(1970.-），湖南衡陽人，工程師，主要從事水電站機電安裝與檢修，變電站機電設(shè)備安裝與調(diào)試，金屬結(jié)構(gòu)制作與安裝等方面的管理與技術(shù)工作，研究方向:中、小型水電站及110KV以下變電站機電設(shè)備安裝及金屬結(jié)構(gòu)制作與安裝中的管理與技術(shù)。