刁 楠， 張 冰 雪， 王 開 柱， 丁 世 川， 張 志 新

(1.中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610016；2.中國水電建設(shè)集團(tuán)圣達(dá)水電有限公司，四川 樂山 614013)

1 概 述

安谷水電站工程是大渡河干流梯級開發(fā)中的最后一級，壩址位于樂山市市中區(qū)與沙灣區(qū)接壤的安谷河段生姜坡，距上游沙灣水電站約35 km，距下游樂山市區(qū)15 km，電站采用混合式開發(fā)，水庫正常蓄水位高程398 m，庫容6 330萬m3，設(shè)計引用流量為2 640.9 m3/s，電站裝機(jī)容量為772 MW，裝設(shè)4臺單機(jī)容量為190 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組(分別為1#～4#,也稱大機(jī))和1臺12 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組(為5#，也稱生態(tài)機(jī)組、小機(jī))。

大機(jī)轉(zhuǎn)輪為現(xiàn)場組裝，轉(zhuǎn)輪直徑8 650 mm， 轉(zhuǎn)輪由槳葉、輪轂體和泄水錐等組成，槳葉數(shù)為5片，組裝后總重量達(dá)238.1 t。轉(zhuǎn)輪體為整鑄結(jié)構(gòu)，槳葉操作采用活塞缸在轉(zhuǎn)輪體下方帶動操作機(jī)構(gòu)的缸動式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪操作油壓為6.3 MPa。筆者介紹了大機(jī)轉(zhuǎn)輪組裝及四體聯(lián)吊過程。

2 轉(zhuǎn)輪組裝

2.1 轉(zhuǎn)輪組裝的準(zhǔn)備工作

轉(zhuǎn)輪零件到達(dá)現(xiàn)場后，及時清理與轉(zhuǎn)輪裝配相關(guān)的所有零部件，去毛刺、油污、高點，同時對重要的尺寸進(jìn)行復(fù)測；清理轉(zhuǎn)輪裝配中的各種橡膠密封件，對其進(jìn)行分類整理并做好記錄，以便安裝時使用。

清理轉(zhuǎn)輪組裝工位場地，轉(zhuǎn)輪零部件較多，單件重量較大，場地內(nèi)不得有影響轉(zhuǎn)輪組裝的雜物。

在轉(zhuǎn)輪工位上布置支座并調(diào)整支座水平，其水平偏差不大于0.5 mm。水平調(diào)整完成后，將轉(zhuǎn)輪體倒置放在支墩上，在支墩與轉(zhuǎn)輪體間放置等高的銅墊保護(hù)法蘭面，利用底部的楔子板調(diào)整轉(zhuǎn)輪體水平不大于0.05 mm/m后，將支座、楔子板、預(yù)埋基礎(chǔ)板焊接在一起，以降低轉(zhuǎn)輪組裝過程中發(fā)生傾覆的風(fēng)險。

2.2 葉片連桿、轉(zhuǎn)臂的組裝

根據(jù)制造廠內(nèi)標(biāo)記，組裝時在連桿銷上涂抹適量的二硫化鉬，對號將葉片連桿與轉(zhuǎn)臂組裝，葉片連桿應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無發(fā)卡現(xiàn)象，然后安裝連桿外側(cè)限位板，此時連桿應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活。

利用橋機(jī)將轉(zhuǎn)臂連同葉片連桿對號吊入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部，用千斤頂、手拉葫蘆等輔助工具調(diào)整轉(zhuǎn)臂中心與轉(zhuǎn)輪體大銅瓦中心一致并臨時固定。

2.3 葉片樞軸的安裝

清理葉片樞軸，安裝葉片樞軸套裝工具，調(diào)整套裝工具上配重塊的位置，使葉片樞軸吊起后處于水平狀態(tài)并做好位置標(biāo)記，在下一個葉片樞軸組裝時可減少調(diào)平時間。

葉片銷和葉片樞軸套入前涂抹適量的二硫化鉬。安裝轉(zhuǎn)臂與葉片樞軸之間的葉片銷，將葉片樞軸穿入大軸瓦、轉(zhuǎn)臂、小軸瓦，在葉片樞軸穿入過程中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)臂，同時適當(dāng)轉(zhuǎn)動葉片樞軸以促使葉片銷順利穿入葉片樞軸。

葉片樞軸套入后，利用紫銅墊圈及3件葉片螺栓，把緊各個葉片樞軸與轉(zhuǎn)臂之間的聯(lián)接把合螺栓，拆除葉片樞軸套裝工具。

檢查轉(zhuǎn)臂連同葉片樞軸是否轉(zhuǎn)動靈活，無發(fā)卡現(xiàn)象，其余的轉(zhuǎn)臂、葉片連桿、葉片樞軸亦采用此方法安裝、調(diào)整就位。轉(zhuǎn)臂安裝后，應(yīng)對其進(jìn)行綁扎固定，防止其在施工人員作業(yè)過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動而造成安全事故。

2.4 轉(zhuǎn)輪體與活塞套裝

(1)活塞軸的安裝。

根據(jù)轉(zhuǎn)輪體止口尺寸，剪切、粘接并安裝直徑為8 mm的耐油橡膠圓條。此時，按照正常流程應(yīng)套入外操作油管和內(nèi)操作油管，但鑒于外操作油管未能及時到貨，內(nèi)操作油管連接法蘭直徑大于外操作油管內(nèi)徑，從而造成內(nèi)操作油管只能在外操作油管安裝后才能套入。為避免影響轉(zhuǎn)輪組裝工期，必須將內(nèi)操作油管調(diào)整到轉(zhuǎn)輪翻身后套入。

將活塞軸套裝在轉(zhuǎn)輪體上，按設(shè)計要求對稱把緊螺栓，檢查組合縫間隙，待其滿足要求后點焊圓柱銷，同時采用白布封堵活塞軸上部內(nèi)操作油管穿入孔，防止灰塵及其他雜物落入。

(2)接力器缸體的安裝。

將軸用Yx圈、軸用階梯圈安裝在接力器缸相應(yīng)的密封槽內(nèi)，同時安裝活塞軸軸套，對稱把緊軸套固定螺栓，在活塞軸上抹上適量的透平油，將接力器缸套裝在活塞軸上并簡易固定。

調(diào)整轉(zhuǎn)臂與接力器缸體同心度，在銷釘上涂抹適量的二硫化鉬，穿入銷釘，銷釘穿入后安裝銷釘封堵板。銷釘穿入過程中，應(yīng)對轉(zhuǎn)臂進(jìn)行適當(dāng)固定，防止其在穿銷過程中發(fā)生傾倒，造成安全事故。

(3)活塞的套入。

活塞吊入前應(yīng)嚴(yán)格檢查活塞缸體內(nèi)的清潔度，缸體工作面不得有毛刺、高點存在，缸體內(nèi)用面粉沾粘干凈。采用千斤頂調(diào)整活塞缸，將操作機(jī)構(gòu)調(diào)整到中間位置后再安裝活塞。利用專用吊具吊裝活塞，沿軸線X、Y方向各布置一臺導(dǎo)鏈，橋機(jī)起吊后，利用導(dǎo)鏈調(diào)整活塞水平。活塞吊到活塞桿上方后，調(diào)整活塞與活塞桿的同心度，緩緩下落活塞，在活塞快到達(dá)活塞環(huán)處時，沿活塞環(huán)周圍徑向均勻向內(nèi)用力，使活塞環(huán)受力向內(nèi)收縮，以使活塞順利沿活塞桿和活塞缸內(nèi)壁滑下。注意活塞落到活塞環(huán)處時的速度一定要非常緩慢，以防止活塞壓到活塞環(huán)上時使活塞環(huán)斷裂。

(4)接力器缸蓋的安裝。

活塞軸上內(nèi)操作油管軸套、軸用方形圈、耐油橡膠圓條及頂瓦架，對稱把緊螺栓。接力器缸蓋吊入前，應(yīng)嚴(yán)格檢查活塞缸體內(nèi)的清潔度并根據(jù)接力器缸蓋止口尺寸，剪切、粘接耐油橡膠圓條。吊裝接力器缸蓋，按設(shè)計值對稱把緊接力器缸與接力器缸蓋組合螺栓并鎖固。

2.5 連接體的安裝

連接體安裝前，應(yīng)徹底清掃轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部，確保轉(zhuǎn)輪體內(nèi)清潔、無雜物。根據(jù)連接體止口尺寸配作耐油橡膠圓條。安裝連接體上的滑塊軸、耐油橡膠圓條、滑塊；吊裝連接體使滑塊穿入滑槽，對稱、均勻把緊連接體與轉(zhuǎn)輪體之間的組合螺栓，檢查組合面是否有間隙，確認(rèn)無間隙后點焊連接體與轉(zhuǎn)輪體之間的定位圓柱銷。

2.6 轉(zhuǎn)輪的翻身

用轉(zhuǎn)輪翻身工具將吊耳Ⅰ、過渡支架安裝在連接體上，安裝轉(zhuǎn)輪翻身支撐裝置。將鋼絲繩穿過吊耳Ⅰ，試吊轉(zhuǎn)輪，以檢查整個起吊系統(tǒng)是否工作正常。起吊系統(tǒng)確認(rèn)無誤后，緩慢將轉(zhuǎn)輪吊離支座，將吊耳Ⅱ置于轉(zhuǎn)輪翻身裝置上。通過橋機(jī)將轉(zhuǎn)輪緩慢平放并掛裝吊耳Ⅱ的鋼絲繩。將轉(zhuǎn)輪水平移動，并將吊耳I置于轉(zhuǎn)輪翻身裝置上進(jìn)行轉(zhuǎn)輪的整體翻身，待轉(zhuǎn)輪翻正后拆除吊耳I與過渡支架。

根據(jù)泄水錐止口尺寸配作、安裝耐油橡膠圓條。組裝泄水錐與連接體，對稱把緊組合螺栓，檢查組合面是否有間隙，檢查無間隙后點焊連接體與泄水錐之間的定位圓柱銷。 完成上述工作后，將轉(zhuǎn)輪體置于支座上，調(diào)整轉(zhuǎn)輪任一葉片軸位置處于+X方向。

2.7 葉片的安裝

安裝葉片與樞軸之間的定位銷，將葉片密封件按照圖紙的安裝順序套在葉片軸上，用葉片吊裝工具將葉片安裝就位，安裝葉片螺栓，取下安裝工具；按設(shè)計要求對稱、均勻把緊葉片螺栓。安裝止動塞塊、葉片螺栓蓋板。葉片安裝過程中調(diào)整位置時要緩慢操作橋機(jī)，避免產(chǎn)生碰撞而造成設(shè)備損壞。葉片螺栓安裝前清理干凈螺栓絲扣，去掉毛刺，葉片軸上的螺孔用專用絲錐進(jìn)行清理，以保證葉片螺栓安裝過程順利進(jìn)行，避免因絲扣咬絲而造成螺栓損壞及返工。

依次安裝葉片密封裝置，安裝時可用黃甘油將兩條密封圈粘接成整體，同時注意密封圈不能翻邊。根據(jù)編號安裝葉片密封壓環(huán)，壓環(huán)待整圈形成后，均勻把緊壓環(huán)螺栓，壓環(huán)不得突出轉(zhuǎn)輪體表面。測量密封壓環(huán)與轉(zhuǎn)輪體及葉片法蘭外緣之間的間隙；測量密封壓環(huán)與轉(zhuǎn)輪體及葉片根部之間的錯牙。

2.8 轉(zhuǎn)輪試驗

根據(jù)轉(zhuǎn)輪的實際情況進(jìn)行油壓試驗裝置部件的安裝。實施轉(zhuǎn)輪動作試驗，檢查樞軸是否轉(zhuǎn)動靈活，有無發(fā)卡現(xiàn)象。向轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部注油，待油從轉(zhuǎn)輪體上部油孔漏出時封堵該油孔；進(jìn)行轉(zhuǎn)輪體壓力試驗，壓力為0.5 MPa，時間為16 h，試驗過程中每小時轉(zhuǎn)動葉片2～3次，檢查轉(zhuǎn)輪體各部位是否有漏油，檢查葉片密封部位是否有漏油，同時在轉(zhuǎn)輪體打壓之前，在轉(zhuǎn)輪體與葉片之間安裝百分表檢查葉片是否全部出來。將水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片調(diào)整到全關(guān)位置，拆除轉(zhuǎn)輪試驗蓋，安裝葉片支撐。

3 轉(zhuǎn)輪四體聯(lián)吊

根據(jù)廠家的設(shè)計方案，轉(zhuǎn)輪吊裝方式為轉(zhuǎn)輪、大軸、支持蓋、導(dǎo)流錐四體聯(lián)吊，大軸與支持蓋通過專用工具卡環(huán)連接。其中轉(zhuǎn)輪重238.1 t，支持蓋重96 t，導(dǎo)流錐重26 t，主軸重85 t，操作油管重6.5 t，整體起吊重量約485 t(不含平衡梁)。四體組裝完成后高度達(dá)18.5 m，直徑為9.5 m，采用雙小車配合平衡梁抬吊的方式將其吊入機(jī)坑。

3.1 四體組裝

轉(zhuǎn)輪試驗完成后，安裝葉片支撐，用楔子板、千斤頂將葉片支撐好。將水輪機(jī)大軸安裝到預(yù)埋的基礎(chǔ)板上，用把緊螺栓調(diào)整好大軸垂直度不大于0.05 mm/m，將支持蓋吊入用卡環(huán)將支持蓋和大軸組裝在一起。將平衡梁和吊具軸組合好后與水輪機(jī)大軸進(jìn)行連接，將組合好的支持蓋和水輪機(jī)大軸吊起與轉(zhuǎn)輪進(jìn)行連接。連接螺栓把合后，拆除懸吊卡環(huán)，緩慢落下支持蓋，待支持蓋止推環(huán)與轉(zhuǎn)輪接觸，調(diào)整四周的支撐立柱位置，用千斤頂支撐好支持蓋，然后將轉(zhuǎn)輪懸吊卡環(huán)翻身后安裝，把合好連接螺栓。

3.2 四體聯(lián)吊

四體聯(lián)吊前，再次對橋機(jī)機(jī)械、電氣設(shè)備進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)橋機(jī)具備吊裝轉(zhuǎn)輪條件。根據(jù)安裝間設(shè)備工位布置情況，轉(zhuǎn)輪起吊后避開下機(jī)架組裝工位，行走橋機(jī)小車至機(jī)組X軸線，當(dāng)轉(zhuǎn)輪吊裝至機(jī)組中心位置時緩慢下落，直至吊裝就位。

圖1 轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)大軸、支持蓋、導(dǎo)流錐組裝成整體示意圖

4 結(jié) 語

軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組轉(zhuǎn)輪組裝是一道重要工序，是水輪機(jī)設(shè)備安裝的重點，要求在每一道工序中嚴(yán)格按廠家技術(shù)要求及步驟進(jìn)行施工，把好質(zhì)量關(guān)，每一零部件的安裝都要仔細(xì)認(rèn)真，不能有半點馬虎。轉(zhuǎn)輪組裝及轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)大軸、支持蓋組裝均存在高空作業(yè)，因此，在技術(shù)方案編制時要制訂相應(yīng)的安全防范措施，并在施工過程中落實到位，才能確保施工過程中的人員及設(shè)備安全。