燈泡貫流式機組水輪機導水機構裝配

楊銳光

四川蜀港水電工程技術有限責任公司， 四川成都 610000

0 引言

貫流式機組用于極低水頭的反擊型水輪機。其轉輪成螺旋漿形，有3-6 輪葉，一般成臥式布置，機組軸線成水平線或傾斜的直線。燈泡貫流式水輪機直接通過大軸與發電機連接，發電機全泡在封閉的燈泡體內，燈泡體則設置于流道中，這種發電機適用于普通的河床式水電站。

筆者先后參加安裝過多臺進口及我國自行研制的大型燈泡貫流式機組。燈泡貫流式機組因其結構復雜，裝配精度高等特點，決定了每一步的裝配技術含量要求都很高。燈泡貫流式水輪機轉輪所需的全部環量均由導水機構形成，因此導水機構對貫流機組而言尤為重要。

下面介紹本人對XX 電廠燈泡貫流式機組（單機容量20MW，轉輪直徑6.4M）水輪機導水機構（見圖1）的裝配過程。

1 外配水環與導葉的裝配（裝配示意圖見圖2）

外配水環內表面為過流面，球面上均布16 只導葉軸孔，軸孔中心線與工作回轉軸線成600 夾角，工件最大外徑為Φ9500mm，最小內徑為Φ6443.5mm，工件高為2180mm，重量為46.23t。導葉上、下端面為球面，凸球面端有一長350mm，直徑為Φ250mm 和Φ200mm 的臺階軸頸，凹球面端在瓣體中心處有一Φ145mm 軸孔，瓣體進出水邊密封面為三維空間平面。瓣體長度為2204.5mm，工件重量為2.8t。

外配水環由于尺寸較大，為方便運輸，加工成4 件，到工地廠房后，再進行組裝。裝配時，用刀口尺檢查各加工面是否達到圖紙的要求。合格便可對外配水環進行組裝，先把它們放在一平臺上就好位，把各組合件用螺栓戴住，并檢查各聯接口和法蘭面是否平齊，接著把法蘭組合螺栓擰緊，同時打緊銷釘。螺栓擰緊后，用0.05mm 塞尺檢查各組合面是否緊貼，同時用刀口尺檢查各組合件法蘭面各連接口之間是否有臺階，如果有，則進行修磨，直至平整。裝配好外配水環后，接下來便可裝配導葉。

圖2

將組合好的外配水環墊在8 個高為680mm 的鐵墊座上。在導葉瓣體上裝一5t 的手拉葫蘆，用天車吊起導葉，并調整導葉使其軸線與水平面大概成300 角，將導葉軸頸引入外配水環的套筒內，同時從外配水環外側將拉導葉的工具螺桿旋入導葉軸端，并將支撐工具放在外配水環導葉軸孔的平面上。用一鋼絲繩將5t 手拉葫蘆連到外配水環的吊攀上，調整導葉軸端的螺桿和手拉葫蘆，使導葉凸球面接近外配水環的內球面。外配水環和導葉球面的設計間隙為2mm，裝配時較難控制，后采用在外配水環和導葉球面間墊2mm 銅片，同時將導葉拉緊（見圖3），這樣處理，既保證了安裝速度，同時也保證了設計要求。裝入導葉后，在導葉瓣體下端用木樁支承。按此方法可將16瓣導葉裝配在外配水環止。

圖3

2 控制環裝配

導葉的關閉和開啟主要是通過接力器的推動而帶動控制環的轉動來完成。控制環上有16 只小耳朵鋼板，傾斜均布地焊在控制環大法蘭平面上，兩只大耳孔布置在大法蘭的1800 位置的平面上，大小耳孔中心線成600 夾角。大法蘭的內孔和下平面加工出一斜面，與外配水環的梯形槽對應，其中外配水環的梯形槽是安裝Φ60mm，總數為380 個不銹鋼鋼球，作為控制環轉動的軸承。

先把梯形槽清掃干凈，把380 個不銹鋼鋼球依次放在槽中，在槽中加填防水、防銹鋰基脂。安裝時，控制環的+X 線與外配水環上的導葉全關位置線對齊。將控制環調平并對正球軸承槽，裝入鋼球及軸承壓板，均勻擰緊壓板，并在壓板上布置一定數量的千分表，在擰緊壓板螺釘的同時，應嚴密監視千分表變化，在千分表不動的瞬間，應停止調整，此時說明鋼球與槽之間已無間隙。

裝好控制環后，便可用連接板和連桿將導葉與控制環的16 個小耳朵連接，連接板與連桿為偏心銷聯接，采用偏心銷聯接連避免了因為裝配時所產生的累積誤差。連接板的兩個軸孔內裝有球軸承，它們都布置在外配水環的背面，控制環轉動時連桿運動為空間運動。裝好連桿等后，必須試驗控制環與導葉連接后的靈活性，我們在外配水環的平面上安裝三個手拉葫蘆，由三個操作者同時拉動手拉葫蘆，控制導葉的全開、全關是否到位、靈活。

3 導葉與內配水環的裝配

內配水環表面為球面和圓錐面，是過流面，球面上同樣均布16 只導葉軸孔，軸孔中心線與工件回轉線成600 夾角，工件最大外徑Φ4710.8mm，最小內徑Φ2560mm，工件高1810mm，重量為11.3t。內配水環裝配在主軸上，已跟主軸先吊入機坑就好位。

外配水環翻身前，為避免導葉轉動，應使16 個導葉處于全關位置，我們用搭板將導葉焊牢，使導葉在外配水環翻身時不擺動。將組裝好的外配水環及導葉在安裝間用吊車翻身后，將它們吊進機坑，就位后，用已預埋好的管形座調整螺釘調整外配水環的中心及位置，調整后，將外配水環擰緊在管形座上，然后鉆絞外配水環和管形座的定位銷孔，將導葉之間的搭板抽掉。接下來便是把導葉與內配水環連接。首先把調整螺桿安裝在導葉及內配水環上，將內樞軸串入調整螺桿，轉動調整螺母將內樞軸裝入導葉瓣體內便可。

4 結論

對大型機電設備的安裝，零部件較多，結構復雜，裝配工藝要求高，安裝的精度是關系到機組能否正常運作的關鍵，因為哪怕只有極小的偏差，都會影響到整個機組的裝配質量。在安裝過程中，各個工種應緊密配合，每一步的裝配精度都保證達到圖紙的設計要求。同時還應做好裝配過程中的文字、數字等記錄工作，為機組正確裝配提供科學的依據，這就要求裝配者熟悉設備的圖紙和有較為嫻熟的裝配工藝，同時還應有一個科學合理的裝配流程。

[1]水利水電建筑安裝安全技術工作規程.水力電力出版社，1982.

[2]劉云.中小型水輪發電機的安裝與維修.機械工業出版社，1998.

[3]林亞一.水輪發電機的安裝與維修.中國水力水電力出版社，2000.