胡　翔（河南省水利第二工程局，河南省 鄭州市 450016）

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淺談燕山水庫電站水輪發(fā)電機(jī)安裝工藝

胡翔（河南省水利第二工程局，河南省 鄭州市 450016）

水輪發(fā)電機(jī)是電站施工的技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對燕山水庫電站的水輪發(fā)電機(jī)安裝工藝及方法做了詳細(xì)的敘述。

水庫；水電站；水輪機(jī)；安裝技術(shù)

1　項(xiàng)目背景

燕山水庫在沙潁河主要支流澧河上游干江河上，是歷次淮河流域規(guī)劃中為提高沙、澧河防洪標(biāo)準(zhǔn)和綜合利用澧河水資源而選定的大型綜合利用水庫，是19項(xiàng)治淮重點(diǎn)工程之一，亦是河南省“十五”計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目。

壩址在河南省京廣鐵路以西葉縣境內(nèi)保安鎮(zhèn)楊灣村老官寨水文站下游約1.6km處，控制流域面積1169km2，采用500年一遇洪水設(shè)計(jì)、5000年一遇洪水校核，總庫容9.25億m3。是一座以防洪為主，結(jié)合供水、灌溉，兼顧發(fā)電等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。

電站裝機(jī)容量為3×630kW，設(shè)計(jì)水頭13.74m單機(jī)設(shè)計(jì)流量5.61m3/S，水輪機(jī)安裝高程為89m，尾水池設(shè)計(jì)發(fā)電水位為91m，最低發(fā)電尾水位為 88.722m，最高發(fā)電尾水位為92.592m。

2　水輪發(fā)電機(jī)組安裝施工程序

發(fā)電機(jī)下機(jī)架預(yù)安裝→發(fā)電機(jī)定子安裝→水輪機(jī)轉(zhuǎn)子吊入、找正→導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝→發(fā)電機(jī)下機(jī)架正式安裝→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子吊入、找正→發(fā)電機(jī)上機(jī)架安裝→水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)連軸→水輪機(jī)導(dǎo)軸承安裝、發(fā)電機(jī)推力和導(dǎo)軸承安裝→盤車→發(fā)電機(jī)滑環(huán)安裝、速器安裝及靜、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)→水輪機(jī)啟動(dòng)試運(yùn)行。

3　水輪發(fā)電機(jī)的合理安裝

3.1發(fā)電機(jī)下機(jī)架預(yù)安裝

下機(jī)架中心、水平度、高程符合要求后打入定位銷，然后進(jìn)行預(yù)組裝，完成后拆除定位銷。

3.2發(fā)電機(jī)定子安裝

發(fā)電機(jī)定子是用螺栓固定在基礎(chǔ)板上的，而基礎(chǔ)板由地腳螺栓固定在混凝土結(jié)構(gòu)上。整體結(jié)構(gòu)的定子，吊入后即可調(diào)整其位置。定子調(diào)整合格后需將墊板、楔子板、基礎(chǔ)板等點(diǎn)焊固定；對調(diào)整位置時(shí)用的拉緊器、鋼筋等也需要點(diǎn)焊牢固；對已經(jīng)錨固的地腳螺栓在它受力以后也應(yīng)點(diǎn)焊，對雙頭螺栓只初步擰緊，要在澆筑混凝土并最終擰緊后才點(diǎn)焊。然后澆筑二期混凝土，定子機(jī)座與基礎(chǔ)板之間的定位銷一般應(yīng)在二期混凝土初凝以后才鉆、鉸，最后打入銷釘固定。

3.3水輪機(jī)轉(zhuǎn)子吊入、找正

清掃機(jī)坑后在基礎(chǔ)環(huán)表面對稱布置4組楔子板，作為轉(zhuǎn)動(dòng)部分吊入的支點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)部分吊起后應(yīng)成垂直狀態(tài)，吊入機(jī)坑應(yīng)對正中心位置，再平穩(wěn)落在楔子板上。最后進(jìn)行中心位置的調(diào)整、固定（包括：高程、中心位置和上法蘭面水平度的調(diào)整、轉(zhuǎn)動(dòng)部分的固定）和軸線垂直度的測量和調(diào)整。

3.4導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝步驟：①吊裝主要零部件（包括：吊裝底環(huán)、吊裝活動(dòng)導(dǎo)葉、吊裝頂蓋、安裝導(dǎo)葉套筒）；②調(diào)整導(dǎo)葉端面間隙（包括：安裝導(dǎo)葉臂及壓蓋、調(diào)整導(dǎo)葉端面間隙、安裝并調(diào)整止推塊）；③調(diào)整導(dǎo)葉立面間隙（包括：檢查及修整導(dǎo)葉立面、安裝導(dǎo)葉的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)葉立面間隙的檢查調(diào)整、調(diào)整推力器壓緊行程、導(dǎo)葉開度檢查）。

3.5發(fā)電機(jī)下機(jī)架正式安裝

吊入下機(jī)架，對正中，打入定位銷。

3.6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子吊入、找正

先進(jìn)行準(zhǔn)備工作（包括：①檢查及試驗(yàn)起吊機(jī)具。②安裝制動(dòng)器及其管路系統(tǒng)。③按發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的工作位置準(zhǔn)備支撐）。然后進(jìn)行發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的吊入，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是機(jī)組的最重部件，而且尺寸大，四周的間隙小，因此在吊入、移動(dòng)及吊入的過程中，應(yīng)小心謹(jǐn)慎的進(jìn)行。發(fā)電機(jī)氣隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)值并且四周均勻一致。實(shí)際測量時(shí)需對每一個(gè)磁極上、下兩端都進(jìn)行測量，按平均氣隙計(jì)算，允許的最大偏差不得超過設(shè)計(jì)氣隙的± 8%～±10%。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中心位置的調(diào)整，通常用上導(dǎo)軸瓦和調(diào)節(jié)螺栓擠動(dòng)；而轉(zhuǎn)子的過程和垂直度用改變制動(dòng)器墊塊來調(diào)整。

3.7發(fā)電機(jī)上機(jī)架安裝事先研、刮鏡板和壓力軸瓦?？怪芈菟?、螺母、鎖緊裝置等經(jīng)過清洗，并在軸承油箱上試裝配。吊裝上機(jī)架、檢查及調(diào)整它的中心位置、高程、和水平度。安裝推力瓦，將鏡板擺到推力瓦上，用圓周上對稱分布的3或4塊推力瓦支撐鏡板。對鏡板背面進(jìn)行測量，調(diào)整其高程和水平度，直到符合要求。

3.8水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)連軸。

3.9盤車（即水輪發(fā)電機(jī)組軸線的檢查和調(diào)整）

3.9.1盤車前的準(zhǔn)備工作

（1）推力軸承安裝完畢并調(diào)整合格。

（2）在推力頭上作好分度及標(biāo)記，按反時(shí)針方向?qū)y點(diǎn)編為1～8號。

（3）安裝上導(dǎo)軸承支架并對稱地裝入4塊導(dǎo)軸瓦，調(diào)整上導(dǎo)瓦固定主軸中心位置，上導(dǎo)瓦間隙不大于0.03～0.035mm。

（4）上導(dǎo)瓦和推力瓦均用豬油作潤滑劑。

（5）架設(shè)好百分表。

（6）準(zhǔn)備使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的工具。

（7）各層百分表由專人讀數(shù)和記錄，統(tǒng)一指揮，逐點(diǎn)測記。

3.9.2軸線檢查的標(biāo)準(zhǔn)

表1　軸線雙擺幅的允許值

3.9.3軸線調(diào)整

軸線調(diào)整是分兩次進(jìn)行的：先修刮絕緣板，使發(fā)電機(jī)軸線變成鉛垂線；再修磨法蘭面，使水輪機(jī)軸線變成鉛垂線。

3.10水輪機(jī)導(dǎo)軸承、發(fā)電機(jī)推力和導(dǎo)軸承安裝

3.10.1水輪機(jī)導(dǎo)軸承安裝

事先進(jìn)行軸與瓦的研、刮及預(yù)裝配。軸承的預(yù)裝配一方面是軸承自身個(gè)部分的組合、檢查；另一方面是軸承體或油箱與水輪機(jī)頂蓋之間的預(yù)裝及定位。對分塊瓦式導(dǎo)軸承，油箱的內(nèi)壁往往是套在主軸上的，預(yù)裝時(shí)應(yīng)注意它與主軸的配合關(guān)系。而預(yù)裝的重點(diǎn)在于軸承架，例如應(yīng)檢查、試裝調(diào)整螺釘，檢查軸瓦在軸承架上的位置等。對筒式導(dǎo)軸承，預(yù)裝的工作是軸承體，例如它本身的結(jié)合，筒式瓦與軸承體的結(jié)合；軸承體與固定油箱，與傳動(dòng)油盆的配合關(guān)系等。在盤車后正式安裝。軸瓦間隙是軸承正常運(yùn)行的關(guān)鍵，必須根據(jù)廠家的要求和軸線的實(shí)際情況來決定。安裝附屬裝置并充油，準(zhǔn)備試運(yùn)行。調(diào)整軸瓦間隙以后，安裝測溫裝置、油管、水管等附屬裝置，然后充油至要求的高度。再封蓋準(zhǔn)備試運(yùn)行。

3.10.2推力軸承的安裝

推力軸承不僅要承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力，還要承受運(yùn)行時(shí)的軸向水推力，是機(jī)組各軸承中受力最大的一個(gè)。同時(shí)推力軸承又是決定機(jī)組軸線是否鉛直的重要軸承。為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，推力軸承安裝應(yīng)達(dá)到的基本要求是：①轉(zhuǎn)動(dòng)部分連接緊密。不允許松動(dòng)。鏡板的工作平面應(yīng)與軸線垂直。②推力瓦的工作表面應(yīng)成水平狀態(tài)，達(dá)到應(yīng)有的工作過程。各推力瓦受力均勻。③從鏡板到抗重板，應(yīng)對推力頭和軸承油箱絕緣。

3.11水輪機(jī)滑環(huán)安裝、調(diào)速器安裝及靜、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

3.12機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行

機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行包括沖水試驗(yàn)（水工部分的沖水試驗(yàn)、水輪機(jī)的沖水試驗(yàn)）、機(jī)組的首次啟動(dòng)和試運(yùn)行、空載試驗(yàn)（調(diào)試器空載試驗(yàn)、勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)整試驗(yàn)、電氣回路試驗(yàn)檢查）、帶負(fù)荷試驗(yàn)、甩負(fù)荷試驗(yàn)、72h試運(yùn)行試驗(yàn)。

4　總結(jié)

水輪發(fā)電機(jī)的完整安裝與安裝程序和安裝人員的技術(shù)水平直接影響著機(jī)組安裝質(zhì)量，關(guān)系著電站能否長期穩(wěn)定的運(yùn)行，對于發(fā)現(xiàn)的問題要記錄在案，在以后的工作中避免發(fā)生類似情況。

2016-3-12

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