楊　兵，申時康（中國水利水電第三工程局有限公司制造安裝分局，陜西 西安 710032）

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那邦水電站立軸沖擊式水輪機噴嘴安裝與調整工藝

楊兵，申時康
（中國水利水電第三工程局有限公司制造安裝分局，陜西 西安 710032）

摘要：云南那邦水電站裝設3臺立軸沖擊式水輪發(fā)電機組，水輪機系立軸微機單元控制直流內控型油操作6噴嘴沖擊式水輪機，水輪機轉輪、噴嘴從奧地利安德利茲公司進口，在安裝過程中，嚴格按照安德利茲公司技術要求進行，其噴嘴調整方法與目前國內普遍調整方法相比，具有操作簡單、調整精度高等特點。

關鍵詞：立軸沖擊式水輪機；噴嘴安裝；調整工藝

1工程概況

那邦水電站位于勐乃河干流上，地處云南省盈江縣昔馬鎮(zhèn)與那邦鎮(zhèn)境內，是勐乃河流域規(guī)劃的第四級電站，作為清潔可再生能源，在全國范圍內，那邦水電站是國內第一個為了環(huán)境保護而采取TBM法施工的水電項目。電站額定水頭623.5 m，額定轉速600 r/min，轉輪節(jié)圓直徑1.7 m，21個水斗。噴嘴為直流式內控型噴嘴。噴針和偏流器的操作介質為油操作，噴針和偏流器為相繼動作式雙重調節(jié)。噴嘴安裝是水輪機安裝的最后一道工序，是整個安裝的重中之重，噴嘴安裝的好壞直接影響到水輪機運行的穩(wěn)定和出力，由于配水環(huán)管進水法蘭受焊接變形和混凝土澆筑影響，進水法蘭中心高程和設計值存在一定偏差，導致噴嘴安裝后不能保證射流中心與轉輪節(jié)圓半徑相切，所以就必須對噴嘴進行調整。根據(jù)該機組噴嘴的結構特點，噴嘴的調整依靠加工噴嘴和配水環(huán)管進水法蘭之間的調整墊來實現(xiàn)。

2噴嘴安裝前準備

噴嘴安裝前應具備以下條件：（1）水輪機軸與發(fā)電機軸已聯(lián)軸，軸線調整已完成并符合規(guī)范要求。（2）調整機組轉動部分至機組運行中心并固定。（3）檢查水輪機軸法蘭底部高程（轉輪連接處）符合設計要求。（4）噴嘴按規(guī)范要求已進行行程及耐壓試驗，并合格。（5）配水環(huán)管進水法蘭和水機大軸法蘭已清理干凈。（6）噴嘴調整工具準備就緒。（7）噴嘴安裝平臺搭設完成。

3噴嘴的調整

噴嘴裝配主要由噴針、折向器、管控部分組成。折向器和噴嘴在廠內裝配為一體，所以現(xiàn)只需對噴嘴進行安裝調整即可。噴嘴安裝在機組整體盤車完畢后，且機組轉動部分處于實際運行位置時進行。

3.1調整原理

噴嘴調整工具主要由填隙墊圈、調節(jié)法蘭、測量筒、測量臂、拉緊器等組成，測量臂裝在水機大軸法蘭上，調整測量臂位置與噴嘴射流中心相切。安裝調節(jié)法蘭工具、測量管后，用鋼琴線穿過測量筒并固定在測量臂上，通過調整調節(jié)法蘭上的調節(jié)螺絲使測量管上下左右移動，最終使鋼琴線位于測量筒中心，此時，鋼琴線即為噴嘴射流中心，通過測量調節(jié)法蘭與填隙墊圈之間對稱4個方向的間隙和水輪機軸中心到測量筒前端中心的距離，可確定噴嘴調整法蘭加工量。

3.2調整工具安裝

先將調整法蘭工具填隙墊圈、調節(jié)法蘭和測量筒安裝在配水環(huán)管法蘭上，再安裝測量臂在水機軸上。調節(jié)測量筒，檢查在填隙墊圈與調節(jié)法蘭和配水環(huán)管法蘭之間應沒有多大間隙，用塞尺檢查偏差在0.1mm以內。將4個百分表裝在調節(jié)法蘭45°角對稱位置上并把百分表調零。安裝鋼琴線和拉緊，將鋼琴線穿過測量筒、調節(jié)法蘭和填隙墊圈中心孔，一頭固

圖1噴嘴調整工具安裝示意圖

3.3調整步驟

用調節(jié)螺絲調整測量臂確保水機法蘭和鋼琴線間距離（測量臂與水機法蘭距離為90 mm），此時，鋼琴線高程即為噴嘴理論射流中心線高程；調整測量臂位置與噴嘴射流中心線成90°夾角，即測量臂中心至配水環(huán)管噴嘴法蘭2 451 mm。用調節(jié)法蘭上調節(jié)螺栓來調節(jié)測量筒，直到鋼琴線精確到測量筒孔中心。記錄調節(jié)法蘭上百分表的4個測量數(shù)據(jù)（間隙）DX1，DX2，DX3，DX4。用塞尺測量調節(jié)法蘭與填隙墊圈間的間隙FX1，F(xiàn)X2，F(xiàn)X3，F(xiàn)X4。測量和記錄水輪機軸中心到測量筒前端中心的距離S（理論值為1 193 mm）。利用百分表讀數(shù)或塞尺測量數(shù)據(jù)和水輪機軸中心到測量筒前端中心的距離S來計算噴嘴調整法蘭加工量。

3.4調整墊計算、加工

以那邦電站1號機組為例，介紹運用噴嘴調整工具所測量的數(shù)據(jù)來計算法蘭傾斜值（調整墊設計厚度為30 mm），即噴嘴調整法蘭加工尺寸。經(jīng)測量，1號機組1～6號噴嘴調整測量數(shù)據(jù)如表1。

表11號機組1～6號噴嘴調整測量數(shù)據(jù)

根據(jù)噴嘴測量數(shù)據(jù)，計算出各個噴嘴法蘭調整墊最大值和最小值及其角度，噴嘴調整墊加工數(shù)據(jù)見表2，根據(jù)計算的最大值和最小值及其角度，就可以加工調整墊了，調整墊加工完成后，用外徑千分尺測量噴嘴FX1～FX4實際數(shù)據(jù)，再與計算值比較，偏差控制在0.05 mm以內即為合格。

表21號機組1～6號噴嘴調整墊計算加工數(shù)據(jù)

4噴嘴安裝

噴嘴吊裝前進行壓力試驗和動作試驗，噴嘴工作壓力為6.3 MPa，試驗壓力為7.875 MPa，噴嘴動作靈活，啟動壓力小于0.2 MPa，活塞全行程86.4 mm，滿足設計要求。

噴嘴通過專用小車運入安裝平臺，使用導鏈和噴嘴上的2個吊點把噴嘴吊入安裝位置，裝入加工后的調整墊和密封條，穿入把合螺栓并打緊，合縫把緊后用0.02 mm塞尺檢查不得通過，合格后進行下一個噴嘴安裝。最后鉆鉸銷釘孔，打入銷釘并點焊，由于噴嘴的調整方法精度高，在噴嘴安裝后不需要復測，各噴嘴的參數(shù)均能達到設計要求。

5噴嘴的調試

噴嘴和偏流器是沖擊式水輪機中兩個主要控制元件。沖擊式水輪機出力的調整就是靠改變射流直徑的大小來實現(xiàn)的。噴嘴負責正常運行時的流量調節(jié)，而偏流器則是在機組甩負荷時迅速改變射流方向，防止機組飛逸。每個噴嘴都有一個電磁液壓閥，來控制噴嘴的開度和折向器的開關，噴嘴開度由調速器控制，折向器開關由機組自動控制流程的電磁液壓閥來實現(xiàn)。

噴嘴的開關時間應能滿足機組調保計算的要求，開啟/關閉時間調整為50 s，折向器開啟/關閉時間調整為2 s，通過改變每個噴嘴電磁液壓閥油腔內的節(jié)流孔來實現(xiàn)，調試期間需拆除節(jié)流板，多次鉆孔、調整，直到符合要求。

6結語

那邦水電站6噴嘴安裝調整不同國內常用的調整方法，具有調整方便（預裝時無需安裝噴嘴）、安裝精度高（掛鋼琴線測量）、工期短（一天就能完成6個噴嘴的調整測量）等特點。安裝采用國際標準，在施工過程中，吸取了很多先進的安裝方案，優(yōu)化了安裝程序，總結了很多的經(jīng)驗教訓，鍛煉了水電安裝技術人員，從而提高了我國高水頭多噴嘴沖擊式水輪機安裝水平。

那邦水電站1號機組帶負荷運行下，水輪機振動僅0.02 mm，各部軸承擺度均在0.10 mm以內，機組最高瓦溫55℃，機組運行平穩(wěn)，所以用此方法安裝噴嘴是成功的。

參考文獻：

［1］單文培.水電站機電設備的安裝、運行與檢修［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.

中圖分類號：TK735

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2016）06-0009-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.004

收稿日期：2016-03-08

作者簡介：楊兵（1984-），男，助理工程師，從事水電工程機電安裝工作。定在填隙墊圈側，另一頭固定在測量臂上，用小型拉緊器將測量臂拉緊使鋼琴線繃緊，噴嘴調整工具安裝詳見圖1。