曾志輝

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 實(shí)施項(xiàng)目簡介

長龍山抽水蓄能電站裝機(jī)規(guī)模2 100 MW（6×350 MW），其中1～4號機(jī)組為立軸空冷懸式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速500 r/min，額定水頭710 m。發(fā)電電動機(jī)軸系采用一根軸結(jié)構(gòu)，通過聯(lián)軸螺栓與水輪機(jī)軸相連。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由底環(huán)、頂蓋、活動導(dǎo)葉、控制環(huán)、導(dǎo)葉拐臂、接力器及操作機(jī)構(gòu)等組成，其中底環(huán)為整體到貨，頂蓋為分瓣結(jié)構(gòu)，分2瓣。頂蓋與座環(huán)之間采用螺栓把合?；顒訉?dǎo)葉共16個。活動導(dǎo)葉軸承采用自潤滑材料，不需再設(shè)潤滑系統(tǒng)。每臺機(jī)設(shè)2個接力器通過控制環(huán)操作導(dǎo)水葉。轉(zhuǎn)輪為不銹鋼鑄焊結(jié)構(gòu)。

表1 主要安裝設(shè)備工程量

2 質(zhì)量控制

（1）底環(huán)安裝高程偏差≤±0.2 mm，底環(huán)抗磨板水平度≤0.15 mm，底環(huán)腔密封性能試驗(yàn)0.7 MPa，保壓30 min無滲漏。

（2）上、下止漏環(huán)同心度≤0.10 mm，導(dǎo)葉安裝后均能靈活轉(zhuǎn)動；導(dǎo)葉端面總間隙為0.5～0.7 mm。

（3）安裝后上止漏環(huán)對稱方向間隙偏差≤0.1 mm，無常見機(jī)電安裝質(zhì)量“頑癥”出現(xiàn)。

（4）頂蓋組合縫錯牙與間隙滿足國標(biāo)要求，上固定止漏環(huán)圓度≤0.07 mm，同心度≤0.05 mm，各預(yù)緊螺栓伸長值或預(yù)緊力偏差為0～7%。

3 資源管理與投入

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝由項(xiàng)目部統(tǒng)一管理，項(xiàng)目部各級管理（技術(shù)、質(zhì)量、安全、生產(chǎn)）人員對施工各工序全面、全過程參與控制；嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量三檢制度，加強(qiáng)過程控制，施工中的每道工序均須嚴(yán)格要求，每道工序完成后，均由監(jiān)理和廠家代表檢查驗(yàn)收，而后進(jìn)行下一道工序的施工，及時收集、整理施工資料，并規(guī)范歸檔。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場施工人員及設(shè)備配置見表2。

表2 主要設(shè)備及施工人員配置表

4 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝過程簡述

常規(guī)安裝程序?yàn)椋毫悴考逑礄z查→導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝→導(dǎo)水機(jī)構(gòu)拆除→轉(zhuǎn)輪吊裝→導(dǎo)水機(jī)構(gòu)正式安裝→導(dǎo)葉間隙調(diào)整→附件及管路安裝，本次優(yōu)化施工工序，將轉(zhuǎn)輪參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝，預(yù)裝后各部件不再拆除，安裝程序?yàn)榱悴考逑礄z查→底環(huán)安裝→轉(zhuǎn)輪吊裝→導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝→導(dǎo)葉間隙調(diào)整→附件及管路安裝。

工序優(yōu)化節(jié)省了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝工期15 d，剩余底環(huán)安裝及二期混凝土澆筑工期為35 d，轉(zhuǎn)輪安裝工期為5 d，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝工期為25 d，導(dǎo)葉間隙調(diào)整工期8 d，共計73 d。

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）人、材、機(jī)準(zhǔn)備就緒，根據(jù)已批復(fù)的施工方案，組織施工人員、技術(shù)質(zhì)量和安全人員進(jìn)行安全技術(shù)交底工作，熟悉施工工藝、技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全措施和文明施工措施等內(nèi)容。

（2）場地布置。合理規(guī)劃施工機(jī)具、移動照明以及隔離安全護(hù)欄，規(guī)劃各部件的擺放區(qū)域并張貼標(biāo)識，孔洞區(qū)域設(shè)置臨邊護(hù)欄，布置安全的施工通道。

（3）測量放樣。放置縱橫中心線，標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，嚴(yán)格按一級放樣、兩級程序驗(yàn)收，要求基準(zhǔn)線放樣準(zhǔn)確，將機(jī)組X、Y軸線上的中心線標(biāo)記到座環(huán)的上、下環(huán)板上和機(jī)坑里襯上，做好標(biāo)記，作為機(jī)組安裝方位的基準(zhǔn)。測量座環(huán)刻線與機(jī)組中心線偏差。

（4）技術(shù)交底。根據(jù)已批復(fù)的施工方案，由技術(shù)負(fù)責(zé)人或方案編制人員進(jìn)行質(zhì)量、安全、技術(shù)交底，交底應(yīng)逐級進(jìn)行，直至交底到全部施工作業(yè)人員。并留有書面技術(shù)交底記錄，交底人和被交底人均要簽字。

4.2 機(jī)坑及部件清掃與測定

清除蝸殼內(nèi)部的積水、淤泥、異物等，然后用軸流風(fēng)機(jī)吹干。清掃加工的座環(huán)法蘭面，用鋼絲輪去除法蘭面上的銹跡異物，清除座環(huán)各螺栓內(nèi)的鐵屑、毛刺、混凝土等異物。針對機(jī)坑里襯的管路先拆除堵板，用高水頭由機(jī)坑內(nèi)向外對管路（逐根）進(jìn)行全面沖洗，應(yīng)暢通并無異物，同時查驗(yàn)管路的進(jìn)出口位置應(yīng)符合圖紙要求，沖洗前應(yīng)通知監(jiān)理、廠家進(jìn)行旁站驗(yàn)收。

將機(jī)組X、Y軸線上的中心線標(biāo)記到座環(huán)的上、下環(huán)板和機(jī)坑里襯上，做好防護(hù)標(biāo)記，作為機(jī)組安裝方位的基準(zhǔn)。用精密水準(zhǔn)儀測量并記錄各固定導(dǎo)葉中心線的絕對高程，計算平均值。以此平均值作為導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝中心線，即機(jī)組安裝高程基準(zhǔn)。將高程基準(zhǔn)標(biāo)記在機(jī)坑里襯或?qū)Ｓ玫母叱虡?biāo)記板上，并做好保護(hù)，作為以后機(jī)組安裝的高程基準(zhǔn)點(diǎn)。電測法測量座環(huán)上、下鏜口、底環(huán)止漏環(huán)內(nèi)徑，以底環(huán)止漏環(huán)最下環(huán)中心確定機(jī)組中心。復(fù)核接力器基礎(chǔ)板法蘭面與座環(huán)法蘭面的高差、基礎(chǔ)板法蘭中心相對機(jī)組X、Y軸線的距離，應(yīng)符合驗(yàn)收要求。

4.3 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝方法

（1）底環(huán)安裝

清掃底環(huán)與座環(huán)的組合面，經(jīng)檢查無毛刺和高點(diǎn)，吊裝底環(huán)通過機(jī)坑里襯上段進(jìn)入水輪機(jī)室。底環(huán)進(jìn)入水輪機(jī)機(jī)室后，調(diào)整底環(huán)的方位、水平度和中心，現(xiàn)場粘接、安裝密封圈，根據(jù)廠內(nèi)標(biāo)記對正X、Y基準(zhǔn)線，以座環(huán)為基準(zhǔn)調(diào)整底環(huán)方位偏差＜3 mm，綜合方位偏差＜1.5 mm。以座環(huán)上環(huán)為基準(zhǔn)，采用機(jī)組中心掛鋼琴線的方法測量下止漏環(huán)安裝立面與座環(huán)的同心度，符合要求后緊固底環(huán)與座環(huán)把合螺栓。

螺栓緊固完畢后，復(fù)測底環(huán)水平＜0.15 mm；檢查底環(huán)與座環(huán)、肘管的中心和同心度，緊固螺栓過程中未發(fā)生位移，將螺栓緊固到位。底環(huán)固定螺栓全部緊固完成后，底環(huán)與座環(huán)單邊徑向間隙為0.25～0.60 mm；檢查底環(huán)下平面與座環(huán)軸向間隙為0.1～0.4 mm，最終按照1 700 N·m緊固螺栓時已涂抹螺紋鎖固膠。

現(xiàn)場安裝完成后對組合密封進(jìn)行水壓試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力0.7 MPa），保壓30 min無滲漏和壓降，經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行錐管焊接工作和二期混凝土澆筑，在澆筑過程應(yīng)架設(shè)百分表密切監(jiān)測底環(huán)抬動量，及時改變澆筑方向。在養(yǎng)護(hù)完成后復(fù)測底環(huán)安裝參數(shù)，滿足要求后安裝下止漏環(huán)及其附件。下止漏環(huán)最下環(huán)中心將定為以后整個機(jī)組的基準(zhǔn)中心，底環(huán)止漏環(huán)安裝驗(yàn)收完成后將止漏環(huán)中心、座環(huán)高程返點(diǎn)到發(fā)電機(jī)室；將底環(huán)止漏環(huán)中心返到底環(huán)泄流環(huán)位置，為后續(xù)調(diào)整上止漏環(huán)、頂蓋、發(fā)電機(jī)部件做準(zhǔn)備，基準(zhǔn)點(diǎn)做好相關(guān)標(biāo)記和防護(hù)。

（2）轉(zhuǎn)輪吊裝與調(diào)整

對轉(zhuǎn)輪進(jìn)行徹底的清掃，各加工面的油脂、污物、銹蝕及毛刺已清除干凈；檢查各精密加工面無銹蝕、劃痕等缺陷。

在底環(huán)下環(huán)處放置4對楔子板，其高程偏差小于1 mm，考慮到水發(fā)聯(lián)軸時存在10 mm止口，楔子板的厚度滿足轉(zhuǎn)輪吊入機(jī)坑就位后其高程比實(shí)際高程低約10 mm的要求，同時楔子板的搭接長度大于楔子板長度的2/3。將轉(zhuǎn)輪吊入機(jī)坑，注意避免碰傷止漏環(huán)，就位后調(diào)整轉(zhuǎn)輪水平，最終轉(zhuǎn)輪上法蘭水平小于0.02 mm/m。

（3）頂蓋在機(jī)坑內(nèi)組裝、懸掛

將分瓣的頂蓋吊放在布置好的支墩上，檢查頂蓋組合面已清理干凈，且無高點(diǎn)和毛刺。將14個中軸套裝配就位，頂蓋組合縫處的兩個中軸套暫不安裝，避免影響頂蓋組合螺栓預(yù)緊，為防止中軸套與導(dǎo)葉間的密封增大頂蓋安裝的難度，中軸套密封件待頂蓋就位后安裝。

將兩瓣頂蓋依次吊入機(jī)坑，放置于臨時支墩上。在第二瓣頂蓋進(jìn)入機(jī)坑內(nèi)并完成調(diào)平工作后，安裝組合面密封條，密封條使用黃油臨時固定在組合面密封槽內(nèi)，經(jīng)各方聯(lián)合驗(yàn)收后，進(jìn)行兩瓣頂蓋的組合拼裝。在拼裝過程時刻觀察密封，防止密封圈脫落，緩緩調(diào)整兩瓣頂蓋的相對位置，控制組合法蘭面間距離在20 mm左右且平行，調(diào)整頂蓋組合法蘭面銷孔的錯牙以及頂蓋各加工面無錯牙，裝入頂蓋分瓣面定位銷子，依次裝入頂蓋組合螺栓、螺母將兩瓣頂蓋組裝成整體，緊固力矩為設(shè)計力矩的50%時再次檢查頂蓋加工面錯牙、頂蓋分瓣面的間隙滿足要求，對稱分兩次拉伸組合縫把合螺栓，并記錄伸長值。

完成后按照施工方案安裝上止漏環(huán)及其附件，電測法測量上止漏環(huán)與頂蓋同心度≤0.1 mm。

安裝頂蓋吊具，將頂蓋整體吊起，用M80×6的螺柱及六角螺母將頂蓋懸掛到機(jī)坑內(nèi)，螺母已采取防松措施和防護(hù)措施。

（4）活動導(dǎo)葉安裝

將底環(huán)上平面及各導(dǎo)葉下軸套清理干凈，在密封和密封槽內(nèi)涂抹潤滑脂，安裝軸套密封條；在導(dǎo)葉和頂蓋上安裝導(dǎo)葉吊裝工具，導(dǎo)葉吊裝過程中鋼絲繩與頂蓋接觸面用橡膠板進(jìn)行全面的保護(hù)，橡膠板固定牢靠；按照導(dǎo)葉和頂蓋對應(yīng)編號吊裝導(dǎo)葉。安裝完成后轉(zhuǎn)動全部導(dǎo)葉置于全關(guān)位置，用框架水平儀檢查導(dǎo)葉的垂直度不超過設(shè)計值，用塞尺檢查導(dǎo)葉與底環(huán)抗磨板的間隙小于0.05 mm，然后用寬膠帶封住防止異物進(jìn)入。

（5）頂蓋安裝

對頂蓋和轉(zhuǎn)輪、底環(huán)、導(dǎo)葉等部位全面清掃，經(jīng)檢查符合要求后安裝吊具，將頂蓋緩緩下落到足夠低的位置時，清掃頂蓋密封面，粘接并安裝密封，并利用手拉葫蘆調(diào)平頂蓋，旋轉(zhuǎn)對正方位，使頂蓋上的中軸套孔對準(zhǔn)導(dǎo)葉，繼續(xù)下落頂蓋，架設(shè)百分表監(jiān)測頂蓋與導(dǎo)葉間相互作用力，確保部件不發(fā)生碰撞或剮蹭。

根據(jù)廠內(nèi)標(biāo)記清楚地標(biāo)出X、Y基準(zhǔn)線，使頂蓋X、Y基準(zhǔn)線與座環(huán)上鏜口的X、Y基準(zhǔn)基本對齊，以座環(huán)為基準(zhǔn)調(diào)整頂蓋方位偏差在±3 mm，綜合方位偏差在±1.5 mm以內(nèi)。通過發(fā)電室和泄流環(huán)返的中心點(diǎn)調(diào)整鋼琴線，再根據(jù)鋼琴線的位置調(diào)整頂蓋、頂蓋止漏環(huán)與底環(huán)止漏環(huán)的同軸度不大于0.1 mm，頂蓋調(diào)整過程中監(jiān)控頂蓋與導(dǎo)葉的相互作用，避免導(dǎo)葉與頂蓋卡死。

臨時安裝導(dǎo)葉上軸套，并確保導(dǎo)葉不受側(cè)向力下，緊固上軸套；預(yù)留4個軸線點(diǎn)處的上軸套不安裝，用于檢查導(dǎo)葉四周間隙是否均勻；待導(dǎo)葉靈活性檢查符合要求后再行安裝。自制小型門架配合手拉葫蘆使得導(dǎo)葉處于懸吊狀態(tài)，利用導(dǎo)葉扳手轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉，導(dǎo)葉應(yīng)該轉(zhuǎn)動靈活，無發(fā)卡現(xiàn)象。

按要求分兩次對稱緊固所有的頂蓋固定螺栓，并測量固定螺栓的最終殘余伸長值，預(yù)緊后再次確定頂蓋預(yù)緊過程中頂蓋沒有發(fā)生位移后，復(fù)測上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)。測量所有導(dǎo)葉的端面總間隙，總間隙應(yīng)為0.5～0.7 mm。按照設(shè)計要求對頂蓋完成滲漏試驗(yàn)，0.7 MPa試驗(yàn)壓力保壓30 min應(yīng)無滲漏和壓降，符合要求后鉆絞頂蓋與座環(huán)的定位銷孔。

圖1 導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動靈活檢查示意圖

（6）活動導(dǎo)葉端、立面間隙調(diào)整

安裝導(dǎo)葉間隙調(diào)整附件，通過導(dǎo)葉提升螺栓調(diào)整導(dǎo)葉端面間隙，導(dǎo)葉端面總間隙為0.50～0.70 mm（考慮到機(jī)組運(yùn)行過程中導(dǎo)葉上浮，調(diào)整為下端面間隙0.20～0.30 mm，上端面間隙0.30～0.40 mm）。取下端蓋，使用鉛條代替調(diào)整墊板，預(yù)緊導(dǎo)葉提升螺栓，調(diào)整端面間隙符合要求，取出鉛條測量厚度，將可撕調(diào)整墊板厚度撕至與鉛條等厚，安裝調(diào)整墊板后再次檢查導(dǎo)葉端面間隙應(yīng)符合要求。端面調(diào)整完成后使用手拉葫蘆與鋼絲繩將捆緊，檢查導(dǎo)葉已全關(guān)且立面間0.05 mm塞尺不能通過，在調(diào)整合格后，鋼絲繩和手拉葫蘆不能放松，直到控制環(huán)與導(dǎo)葉臂完成連接并驗(yàn)收合格。

（7）安裝過程控制要點(diǎn)

安裝前零部件要清洗徹底，使用刀口尺檢查無高點(diǎn)和毛刺，復(fù)測部件重要尺寸偏差并記錄，清洗后的部件適當(dāng)涂抹透平油防銹。

隱蔽工程施工過程嚴(yán)格執(zhí)行旁站驗(yàn)收，增加檢查頻次，本工序未驗(yàn)收合格，嚴(yán)禁進(jìn)入下一道工序施工。

止漏環(huán)圓度、同心度均勻劃分測點(diǎn)，經(jīng)多人測量驗(yàn)證，過程測量記錄數(shù)據(jù)齊全，包括測量桿長，鋼琴線直徑等參數(shù)。中心基準(zhǔn)點(diǎn)返點(diǎn)前已對測量點(diǎn)加以處理，確保每次的測點(diǎn)在同一位置。

頂蓋調(diào)整時結(jié)合上下止漏環(huán)同心度，導(dǎo)葉大小頭端面間隙，綜合分析頂蓋調(diào)整方向，將頂蓋調(diào)整至最佳狀態(tài)，頂蓋調(diào)整和緊固螺栓預(yù)緊過程架設(shè)百分表監(jiān)測頂蓋位移方向，做到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

5 結(jié)語

通過優(yōu)化測量位置和方法，尤其以底環(huán)泄流環(huán)內(nèi)壁測量返點(diǎn)的止漏環(huán)中心為基準(zhǔn)，使得導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝工藝可隨之優(yōu)化，轉(zhuǎn)輪、活動導(dǎo)葉等部件可直接吊裝就位，頂蓋吊入機(jī)坑的次數(shù)由常規(guī)的兩次減少為一次，免去了拆解的過程和減少了組裝的次數(shù)，從而達(dá)到一次性完成導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝的目的，在確保導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝精度的情況下能大幅度縮短導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝工期，節(jié)約了施工成本。