馮紹彬

一般來(lái)說(shuō)，水電站水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是由底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉以及相應(yīng)的導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置這四大部件共同組成的，這對(duì)于大型水電站的水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)而言同樣如此。ALSTOM／HEC水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組位于三峽水電站的左岸電廠，是整個(gè)水電站運(yùn)行系統(tǒng)的核心。同時(shí)這種ALSTOM／HEC水輪機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組也是當(dāng)前世界范圍內(nèi)尺寸最大、單機(jī)容量最大的立式混流式機(jī)組。筆者現(xiàn)結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以三峽ALSTOM／HEC水輪機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組為代表的大型水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與安裝標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題談?wù)勛约旱目捶ㄅc體會(huì)。

1ALsTOM／HEc水輪機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組的基本概況分析

正如上文所述，ALSTOM／HEC水輪機(jī)是當(dāng)前世界范圍內(nèi)尺寸與單機(jī)容量最大的水電站水輪機(jī)系統(tǒng)。而三峽水電站作為我國(guó)規(guī)模最大的現(xiàn)存水電站運(yùn)行系統(tǒng)，也賦予了水輪機(jī)更為完整的職能。筆者翻閱相關(guān)數(shù)據(jù)資料總結(jié)出當(dāng)前整個(gè)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組在水電站運(yùn)行系統(tǒng)中的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，其基本數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式如下表所示(見(jiàn)表1)。

ALSTOM／HEC水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由底環(huán)、頂蓋、控制環(huán)、括動(dòng)導(dǎo)葉以及導(dǎo)葉傳動(dòng)組織這幾大部分共同構(gòu)成。其中，底環(huán)、頂蓋與控制環(huán)需要在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)組裝，并采用專業(yè)吊具吊人機(jī)坑進(jìn)行安裝作業(yè)，特別需要注意的是，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的底環(huán)與頂蓋需要在過(guò)流面的材料架構(gòu)中選用耐腐蝕、耐磨損性能較好的不銹鋼式材料。整個(gè)ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)構(gòu)成情況如圖1所示。2水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

由圖l的ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成情況剖面示意圖，我們不難發(fā)現(xiàn)這種ALSTOM／HEC水輪機(jī)乃至整個(gè)大型水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)都存在一定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。相關(guān)工作人員只有對(duì)這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作出詳細(xì)的分析與認(rèn)識(shí)。才能使導(dǎo)水系統(tǒng)后續(xù)安裝作業(yè)能夠穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。以ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)為例，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面。

(I)ALSTOM／HEC水輪機(jī)座環(huán)的精加工作業(yè)不是在制造場(chǎng)地進(jìn)行的，它與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)環(huán)、底環(huán)的安裝需要在導(dǎo)水系統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)。在這一過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)配與加工的墊片是調(diào)整整個(gè)機(jī)座環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)、頂蓋之間銜接關(guān)系的最有效途徑。在此基礎(chǔ)上使用高強(qiáng)度螺栓對(duì)機(jī)座環(huán)銜接程度作出進(jìn)一步加固。ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不僅減輕了設(shè)備裝置制造廠商的加工負(fù)擔(dān)，同時(shí)也最大限度的避免了機(jī)座環(huán)在施工現(xiàn)場(chǎng)焊接、混凝土建筑作業(yè)影響下產(chǎn)生的各種程度變形，進(jìn)而使得導(dǎo)水機(jī)構(gòu)機(jī)座環(huán)在安裝過(guò)程中的作業(yè)流程得到較為顯著的簡(jiǎn)化。

(2)ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)采用徑向式密封手段對(duì)底環(huán)、頂蓋以及座環(huán)進(jìn)行密封作業(yè)。當(dāng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)座環(huán)的安裝及定位工作順利完成之后，相關(guān)工作人員需要采用火焰式切割手段對(duì)導(dǎo)水系統(tǒng)上下導(dǎo)口進(jìn)行切割與手工打磨作業(yè)，特別需要在手工打磨作業(yè)中控制好打磨厚度以及打磨裝置于頂蓋、底環(huán)之間的徑向間隔實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

(3)ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)意義上水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)最大的區(qū)別在于它取消分瓣鍵在連接導(dǎo)葉與拐臂中的應(yīng)用，而改以脹銷裝置技術(shù)對(duì)其實(shí)施連接。這種結(jié)構(gòu)特性在水電站水輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中最大的優(yōu)點(diǎn)在于：首先，脹銷裝置干分瓣鍵裝置相比起來(lái)，其連接性能更容易實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了導(dǎo)葉與拐臂連接裝置的加工、安裝作業(yè)步驟。其次，若采用脹銷裝置技術(shù)對(duì)導(dǎo)葉與拐臂進(jìn)行連接，相關(guān)工作人員僅需要在確保導(dǎo)葉端部上下間隙均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，做到管套內(nèi)錐銷的壓緊與上部螺釘?shù)尼斁o作業(yè)，就可以完成導(dǎo)葉與拐臂的連接作業(yè)，而傳統(tǒng)意義上使用分瓣鍵進(jìn)行安裝的連接作業(yè)，往往需要在重復(fù)數(shù)次以上的壓緊、拆裝、再壓緊作業(yè)之后才能達(dá)到水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝要求。

3水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝標(biāo)準(zhǔn)分析

針對(duì)上述有關(guān)ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，筆者認(rèn)為，在水電站，特別是大型水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝施工作業(yè)中，要想使導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各項(xiàng)裝置設(shè)備的安裝使用均能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，我們就需要在充分遵循導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，建立起一套導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝作業(yè)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化施工制度。筆者現(xiàn)從底環(huán)定位與頂蓋定位這兩個(gè)方面對(duì)其安裝標(biāo)準(zhǔn)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。

(1)整個(gè)水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)要想安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，首先就需要做好底環(huán)的定位工作。基于ALSTOM／HEC水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)底環(huán)內(nèi)搪口是在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行切割與打磨作業(yè)的，其定位軸線標(biāo)記存在較為明顯的誤差。因此，在大型水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)底環(huán)作業(yè)過(guò)程中，我們可以采取如下的安裝標(biāo)準(zhǔn)：一方面，底環(huán)高程的定位可以采用固定導(dǎo)葉中心作為安裝高程，另一方面，底環(huán)中心的定位可以采用測(cè)量底環(huán)機(jī)座環(huán)下搪口與底環(huán)之間的間隔數(shù)值來(lái)確定。特別需要注意的是，墊片厚度的確定還需要充分考慮到底環(huán)高度、底環(huán)導(dǎo)葉中心距以及基礎(chǔ)環(huán)導(dǎo)葉中心距等因素影響。

(2)在上述底環(huán)定位工作完成之后，頂盞的定位工作就勢(shì)必會(huì)對(duì)整個(gè)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉與頂蓋之間實(shí)際間隔距離的確定產(chǎn)生最為直接的影響。而這一過(guò)程中，最值得引起相關(guān)工作人員關(guān)注的無(wú)非是頂蓋墊片的測(cè)量與定位工作，下圖即為頂蓋定位中墊片裝置的測(cè)量作業(yè)示意圖(見(jiàn)圖2)。

相關(guān)工作人員需要在對(duì)頂蓋定位墊片裝置系統(tǒng)測(cè)量的基礎(chǔ)上，以底環(huán)裝置上固定止漏環(huán)的所在位置為基準(zhǔn)，懸掛頂蓋中心定位測(cè)量線，分別觀測(cè)這一基準(zhǔn)中心與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉上部、中部、下部軸套座之間的間隔數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)該頂蓋中心定位點(diǎn)作出相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化，使其最終達(dá)到水電站水輪機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4結(jié)語(yǔ)

我們認(rèn)識(shí)到：水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的質(zhì)量與運(yùn)行效率在整個(gè)水電站，尤其是大規(guī)模水電站運(yùn)行系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中所占據(jù)的地位日益重要。水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其安裝工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已成為我們?cè)谒娬窘ㄔO(shè)維護(hù)中特別需要關(guān)注的問(wèn)題之一。只有兼顧這兩項(xiàng)工作，以導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析促進(jìn)安裝標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范完善，以安裝標(biāo)準(zhǔn)的制定反應(yīng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)所存在的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在大型水電站水輪機(jī)系統(tǒng)中的安壘穩(wěn)定以及高效運(yùn)行。