寶泉抽水蓄能電站水泵水輪機安裝施工技術

摘要：文章整體介紹了寶泉抽水蓄能水電站水泵水輪機除埋件外的安裝工藝及質量控制，對于施工步驟作了詳細的講解，關鍵工序提出了合理、可行的控制措施。

關鍵詞：水泵水輪機 安裝 施工技術

寶泉抽水蓄能電站安裝四臺單機容量為300MW立軸單級混流可逆式水泵水輪發電機組，總裝機容量1200MW。水泵水輪機由埋入部分（尾水管、蝸殼/座環、底環、機坑里襯等）、轉輪、頂蓋、主軸、導葉及連臂、水導軸承、主軸密封及檢修密封、接力器、環形吊車等組成。

1 水泵水輪機設備主要特性

①型式：立軸單級混流可逆式水泵水輪機；②轉輪高壓側直徑：約○/ 3860mm，低壓側直徑：約○/ 2008.6mm；③水輪機額定出力：306MW；④額定轉速：n=500r/min；⑤水輪機額定工況流量：Q=68.8m3/s；⑥水泵工況最小揚程—最大揚程時，運行流量55.2m3/s—43.2m3/s；⑦導葉中心安裝高程：▽150.00m；⑧蝸殼型式：金屬蝸殼；⑨尾水管型式：立式彎肘型；⑩旋轉方向：俯視水泵工況順時針，水輪機工況逆時針；■水泵水輪機單重：約510t。

2 水泵水輪機安裝

本水泵水輪機安裝施工方案主要包括底環、轉輪、導葉、頂蓋及水輪機和中間軸安裝；密封裝置、水導軸承等附屬設備正式安裝，應在盤車軸線檢查調整后進行；其中頂蓋、底環等部件通過水輪機專用運輸軌道，利用運送車拖運到機坑內，再用橋機吊起安裝。

2.1 結構特點 ①頂蓋為整體結構型式，與座環之間用螺栓把合；②底環為整體結構，就位后四周用砼填實；③活動導葉每臺機設計有20個，并配有20個單導葉接力器，導葉與操作機構之間用拐臂連接，有限位塊限位，導葉由鎳鉻不銹鋼鑄造而成；導葉軸承采用自潤滑材料，不需要另設潤滑系統；④水泵水輪機的轉輪為不銹鋼焊接整體結構(葉片數為9個)，水泵水輪機主軸、中間軸均采用法蘭螺栓連接。

2.2 底環二期混凝土完成后，機組主要控制數據的復測檢查 ①機組中心的測量：在發電機機坑上口放置測量橫梁，以座環為基礎，用鋼琴線-耳機測量法測定機組中心線，檢查座環上內鏜口（上口約○/ 5008+0.54/-0mm）與底環迷宮環立面（約○/ 3908+0.3/-0mm）、尾水肘管、機坑里襯中心同心度和圓度情況，發現存在超差部分應進行處理。②機組水平度的測量：用光學水準儀（精確度為0.1mm）及框式水準儀（精確度為0.02mm/m）測量座環上環、底環平面的水平、徑向差（要求：0～0.3mm）及水平波浪度。如有不符合技術規范要求，可用特制加工器具修磨或根據測量點用角向磨光機修磨，直到滿足要求為止。③導葉端面總間隙的檢查：用水準儀測量座環上法蘭面（上平面高程要求：▽150.360m±1mm）與底環抗磨板面（上平面高程要求：▽149.831m）的高程差及頂蓋座環組合面與頂蓋抗磨板間高程差，計算出底環抗磨板與頂蓋抗磨板間距離，同時根據到貨活動導葉上下端面高度差，確定是否需要對導葉進行處理及需要加工的量，必須滿足導葉端面總間隙0.6mm≥σ≥0.5mm。

2.3 轉輪吊裝、調整 轉輪葉片數有9個，重約26t為不銹鋼焊接整體結構，與水輪機下端軸通過螺栓及定位銷釘連接，采用銷釘傳動方式。

2.4 導葉吊裝 ①清掃底環上導葉下軸孔，安裝U型橡膠密封圈；清洗、檢查導葉。②安裝調試好環形吊車。③按導葉編號將導葉吊入底環軸套孔內找正垂直度，檢查導葉下端面與底環抗磨板面間無間隙，導葉活動正常，就位找正并使其處于關閉狀態。

2.5 頂蓋吊裝、調整 ①頂蓋清洗、檢查，同時安裝上止漏環。②在機組(X—Y坐標)四個方向導葉上安裝頂蓋定位專用工具。③將頂蓋通過高程152.6m水輪機層運輸通道拖運至機坑上方，對頂蓋與座環的把合面進行清洗除毛刺，用刀尺檢查合格后進行密封條的安裝。④根據廠家標注的方位，找準＋Y方向用橋機吊裝頂蓋，通過頂蓋定位專用工具落至座環組合法蘭面上，通過頂蓋上迷宮環檢查孔，測定并調整頂蓋中心，確保頂蓋上迷宮環與轉輪迷宮環間隙為1.6±0.1mm，對稱兩點偏差小于0.20mm，確認轉輪迷宮和頂蓋之間對中準確；測量頂蓋上導葉上、中套筒孔與底環上導葉軸的同心度，同心度偏差0.05mm以內。⑤頂蓋調整符合要求后，均勻對稱的擰緊1/2或2/3的座環與頂蓋螺栓，進行頂蓋與坐環法蘭面間的密封試驗，并檢查結合面配合情況；同時檢查頂蓋抗磨板與底環抗磨板間距離，應在3380/+0.10mm范圍內。⑥把緊與頂蓋的所有組合螺栓，螺栓伸長值應滿足：1.05mm+10%要求，檢查頂蓋與導葉的之間的總間隙應在0.5 0/+0.10mm范圍內。⑦安裝合格后，頂蓋與座環分別鉆絞8個約○/ 45定位銷孔并用自動鉸刀鉸孔至約○/ 50H7銷孔，配入相應的定位銷釘。

2.6 導葉套筒、拐臂的安裝及立、端面間隙調整 ①吊裝導葉套筒，測量導葉上軸頸與套筒軸瓦間的間隙值，調整并檢查導葉端面上下間隙，要求導葉端面間隙兩側一致，不允許有傾斜現象。②安裝拐臂，用鏈條葫蘆轉動拐臂檢查導葉轉動的靈活情況。③通過拐臂上導葉端面間隙調節螺栓，架百分表監測，對導葉上下端面間隙（上0.30/+0.03mm）（下0.20/+0.03mm）進行調整，之后將錐形銷就位，按照扭矩2800±280ｍN的要求緊固導葉端面間隙調節螺栓。④通過手拉葫蘆拉緊捆綁導葉鋼絲繩，用塞尺檢查導葉上、中、下局部立面間隙，同時對個別導葉進行調整，直至立面間隙至0/+0.10mm范圍內為止，然后拉緊并鎖死手拉葫蘆。⑤安裝導葉套筒上固定拐臂的壓環，保證分瓣件處于正確受力位置，調整壓環下墊片厚度，使之與拐臂下法蘭間隙在+0.10～+0.15mm內。

2.7 導葉接力器安裝 ①安裝廠家供貨的假接力器，按照設計要求進行調整，計算出每一個接力器與基礎法蘭連接墊板加工尺寸T1/T2，根據測量所得尺寸進行加工。②導葉接力器在正式就位安裝前，根據廠家提供的相關參數對接力器進行清洗檢查，并進行嚴密性試驗，測量檢查活塞行程。③將接力器處于關閉狀態，安裝在基礎底板上，并用1000±100mN扭矩擰緊；連接連桿并按照設計要求調整水平度；安裝連接軸并測量上、下軸承間隙及軸承與連桿上、下筋板間隙接值符合設計要求。④接力器動作試驗不得出現有卡阻現象，測量20個接力器行接力器安裝后的行程與開度關系。所有接力器開至最大開度應一樣，否則應重新調整。完畢后焊接導葉全開、全關限位塊，使擋塊與導葉之間距離至少留有5mm。⑤對導葉接力器注入2.5mfa壓力油，檢查立面間隙，符合要求后，根據廠家提供的參數加工接力器本體全關位置調整墊塊，從而滿足接力器全關壓緊行程。

2.8 水輪機大軸安裝 ①由于主軸密封支架直徑￠1542mm小于水輪機軸上法蘭直徑￠1570mm，因此，為了方便施工在水輪機大軸吊裝前將主軸密封配件吊裝到位。②用專用工具吊裝主軸，利用兩個3t手拉葫蘆將主軸調整水平在0.03mm/m左右，水輪機軸按在車間標示的記號R-R的點對中，將水輪機軸放置在轉輪約3mm位置上；安裝定位銷釘，并將聯接螺栓安裝到位后，將主軸落至轉輪法蘭面，同時用0.02mm塞尺檢查轉輪與水輪機軸之間的間隙。③用廠家提供的轉輪主軸螺桿拉伸專用工具(9個電加熱器棒，1個螺栓伸長測量工具)，將聯接螺栓按廠家圖紙要求分三組對稱加熱聯接螺栓，，螺栓伸長值0.41±0.02mm，伸長量符合廠家設計要求。檢查水輪機軸法蘭盤的水平度0.02mm/m，并測量法蘭高度，合格后鎖定螺母。④用同樣方法吊裝水泵水輪機中間軸，連軸螺栓采用液壓拉伸進行緊固，螺栓伸長值0.54±0.02mm。⑤根據止漏環間隙復查轉輪中心位置，檢查中間軸法蘭盤的水平度0.02mm/m，法蘭的高程及大軸垂直度要符合規范要求。

2.9 主軸密封安裝、調整 主軸密封由抗磨環、導向支座環、密封環、密封導向架及密封支座組成。主軸密位于水導軸承下方，由于檢修困難，安裝時應嚴格按廠家要求進行，并全部安裝后進行試驗合格后方能進行水導軸承安裝。

2.10 水導軸承安裝 水導軸承由油盆、導瓦支架、導瓦及間隙調整裝置組成。軸瓦安裝應在機組軸線及推力瓦受力調整合格、水泵水輪機止漏環間隙及發電電動機空氣間隙調整符合要求的條件下進行。軸承油箱、軸承座就位安裝，以軸頸為基準找正，不同軸度符合要求后，對稱緊固螺栓，緊度均勻一致，法蘭結合嚴密，然后按圖紙要求鉆鉸定位錐銷孔。

3 結束語

寶泉電站1#、2#機組水泵水輪機的安裝調整工作，均在本方案的指導下進行，大大提高了施工效率，同時，安裝質量和工藝控制受到驗收專家及ALSTOM現場督導的一致好評，也對施工方案的可行性給與了極高的評價，可供本專業人員參考。