淺析水電站水輪發電機安裝技術

黃國就

摘 要：本文分析了燈泡貫流式水輪機和發電機主要設備安裝方法和安裝技術，提出機組安裝質量控制要求，對機組安裝方法以及安裝工程流程進行優化，筆者結合20多年理論與實踐，就安裝技術為水電站機電安裝提供點滴經驗。

關鍵詞：水電站 機電安裝 施工技術

一、水輪機主要設備的安裝

1、管型座的安裝

管型座正式安裝前，先檢查管型座預埋基礎板的位置，基礎板的平面位置誤差不大于±5mm；高程誤差允許0～5mm。表面水平誤差在總長度上不大于1mm；復測尾水管中心線及波浪度、高程等，以確定管型座的安裝位置。通過調整內管型座的中心、高程、樁號，其高程誤差制約為0～±3mm，要求中心及樁號位置誤差不大于±2mm。最后對管型座的中心、高程、樁號、法蘭面的垂直度進行精確調整，使得管型座各項參數符合規范和設計要求。

2、導水機構安裝

在安裝間對導水機構進行組裝，用橋機整體吊入機坑安裝。（1）在密封槽內側均勻涂上密封膠，組合后的技術要求為組合面間隙用0.05mm塞尺檢查通過，上下游法蘭面無錯位現象。（2）組裝就位：將拼裝好的外環吊起，用6-8個1m左右高的支墩將拼裝好的外環支起并調平，檢查外環上、下法蘭的圓度、垂直度和平面度并記錄。內環清掃后吊入外環孔中央地面，并注意X、Y方向是否一致。（3）零部件配裝：有編號的零部件須按照編號裝配，對有間隙配合的零件，應進行預裝配，并檢查配合間隙情況。（4）導水葉裝配：在橋機吊鉤上掛兩個鏈式手拉葫蘆作為導水葉的可調吊點，導水葉吊起后調整高度和角度，將導水葉大軸頭插入外環軸孔中央，壓入密封環時，應小心防止密封圈切邊。全部導水葉與外環裝配后，吊起內環使內環軸孔與導水葉軸孔對正，裝上導葉接軸并把緊壓軸螺母。裝配軸套筒，裝配時采取引導措施預防密封圈出現切邊現象。打緊導葉接軸螺栓，有伸長值要求的按規定進行拉伸。（5）制約環裝配：將制約環拼裝好，調平套入裝有毛氈密封的外法蘭上，裝上鋼珠并注上黃油，再裝上壓環。調整制約環，使其X、Y方向與外環一致，再裝配與導葉臂的連桿。（6）整體吊裝：在對內外環下游法蘭面4-8條槽鋼以輻條形式加固，槽鋼兩頭與法蘭面用螺栓把合，焊接臨時擋塊將制約環止動。導水機構整體組裝完成后，用主廠房橋機將整體導水機構翻身，然后垂直吊入機坑與管型座連接。（7）安裝調整：導葉全關時，允許導葉在25%高度范圍內立面局部間隙不大于0.15mm，其余范圍用0.05mm塞尺檢查通過，調整完畢記錄每個導葉的測量數據。

3、主軸軸承裝配

組裝時依次將發電機組合軸承、水輪機導軸承裝配于主軸上，發電機組合軸承由正、反向推力軸承和徑向軸承組成，推力頭和鏡板合二為一。并且檢查推力盤與主軸垂直偏差小于等于0.05mm，推力盤合縫用0.05mm塞尺檢查塞入，錯牙小于等于0.02mm，按廠家要求調整軸瓦間隙。

4、主軸的吊裝

首先將大軸系統從管型座上游側流道發電機蓋板框架孔橫向吊入，進入流道后將大軸轉90°，水導瓦向下游，利用橋機調整大軸系統的高度、方位，將大軸系統緩緩向下游移動，插入管型座內環中。當大軸系統的安裝工具支腿也進入后，通過橋機調整吊點位置。在下游側內導環設置兩個葫蘆，將大軸往下游拉入到位，在大軸下方裝上支撐工具，將大軸頂起直至支腿離開軌道，將支腿輪工具拆除，把緊水導軸承扇形板螺栓，大軸發電機側軸承座與管型座把合螺栓對稱把緊一部分。

5、轉輪裝配

利用廠家提供翻身吊裝工具將組裝好附件的轉輪輪轂翻身90°，然后吊入機坑與大軸聯接。利用四個聯軸螺栓將轉輪均勻地拉入配合止口，直到兩者的組合面相接觸。再對稱裝四個聯軸螺栓，均勻擰緊聯軸螺栓，直至橋機松鉤后組合面不出現間隙。安裝完后，轉輪和主軸聯接螺栓按廠家設計拉伸值進行拉伸，并鎖錠螺栓鎖片。待機組盤車合格后按圖紙安裝操作油管、轉輪槳葉接力器缸蓋和泄水錐等部件。

6、轉輪室安裝

用樣板平尺檢查外導環法蘭面，將轉輪室上半部吊入機坑，與下半部聯接成一整體，檢查分瓣把合面的嚴密性，把合后用0.05mm塞尺檢查通過，允許有局部間隙，但不大于0.1mm，深度不得超過分瓣間隙寬度的1/3，長度不超過全長的10%。在測量轉輪室與轉輪葉片間的間隙時，每個葉片測量3點，邊測邊調整轉輪室與外導水環的裝置位置，使轉輪室與葉片之間的間隙在+X、- X方向相等，+Y、-Y方向相差值是水輪機導軸承的間隙值和轉輪運行工況的上抬計算值。

二、水輪發電機設備的安裝

1、轉子吊裝。

（1）轉子噴漆干燥和耐壓試驗。在噴漆前，絕緣漆需用甲苯或汽油進行調稀，噴時漆面噴涂均勻，對線圈表面可適當多噴1～2層，在磁極面上可噴薄一些。待油漆干燥以后，使用500V或1000V兆歐表測量轉子的絕緣電阻，并要求絕緣電阻不低于0.5兆歐。若發現絕緣電阻不符合要求，則需要對絕緣電阻進行干燥處理，直到絕緣電阻符合要求為止。（2）當對轉子耐壓測試合格后，就可以進行轉子的吊裝，安裝轉子翻身工具及吊裝工具，將轉子翻轉90°垂直吊入機坑與主軸上游側法蘭連接，按廠家設計要求進行把合螺栓伸長值的拉伸、測量和記錄。

2、定子、燈泡頭吊裝

定子吊裝同樣也要進行相關檢查和耐壓測試，待測試合格后，利用廠家提供的定子吊裝工具將定子翻身、垂直吊入機坑，初步聯接定子與內環的全部組合螺栓。用測量定子、轉子的氣隙專用工具測量定、轉子空氣間隙值8-12個點，并調整使之滿足廠家規范要求，調整過程中逐個打緊與內殼體聯接的螺栓，并聯接定位銷釘。將已裝配完畢的燈泡頭放置在上游流道內，同時燈泡頭用橋機吊起，從上游側平移向定子靠攏，用把合螺栓與定子聯接。檢查組合螺釘是否擰緊，組合縫間隙是否符合要求。

3、發電機蓋板、豎井、導流板安裝

導流板和支墩護板按廠家的標號安裝就位，豎井、蓋板安裝前先清掃法蘭面及密封接觸加工面，并做好蓋板和框架聯接之間的密封工作。在吊裝豎井與冷卻套上豎井口法蘭聯接后，就需要測量豎井外圍與框架內孔之間隙，使得整個圓周方位間隙都符合要求。豎井密封圈底座與壓蓋組合吊放在蓋板位置，測量并調整與豎井之間圓周方向各處的間隙，使上游側的間隙略小于下游側，左右側的間隙均勻，將密封墊與蓋板點焊加固后，吊出豎井。在進行密封墊與蓋板之間的焊縫時，需要對PT著色檢查，當滿足要求后，就可以吊裝豎井，并裝密封盤根，然后擰緊壓環螺釘。

4、發電機燈泡頭內其他附屬設備安裝

安裝發電機艙內巡視、檢修平臺、通風冷卻系統設備、制動鎖錠系統、滅火系統、防潮裝置、測速裝置、照明裝置及輔助制約接線系統等設備。

5、機組盤車

機組各部安裝完成后，對機組轉動部分進行盤車，對受油器內、外操作油管、集電環擺度、水導、發導處的軸擺度及轉輪葉片不同位置的間隙進行測量，對受油器操作油管及集電環擺度超標進行調整。在操作油管圓周順時針等分成8點作出標記，在內、外操作油管、集電環、水導、發導大軸處，圓周分別裝兩個相互垂直的百分表。利用橋機主鉤掛鋼絲繩，通過吊物孔及管型座豎井，把鋼絲繩纏繞五圈到機組大軸上，起升吊鉤達到大軸轉動目的。大軸每轉動1/8圈停頓，分別記錄百分表讀數及測量一次轉輪葉片間隙。每輪盤車要求轉動兩圈。當操作油管擺度超標時，通過對其絕緣墊板進行修刮調整。修刮回裝后，再次盤車，重復上述的盤車工作，直到操作油管擺度合格。

三、結束語

燈泡貫流式機組由于效率高、投資少、建設工期短，特別適宜于低水頭電站的開發而得到迅速發展。而發電機組設備的設計和制造技術已經達到世界先進水平，采用新型施工工藝和技術有利于提高水電站機組安裝的質量和效率。