水電站導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝方法分析

肖麗華++廖瑾

摘 要：根據(jù)糯扎渡水電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以及該系統(tǒng)在安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施，簡(jiǎn)述對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝工序、質(zhì)量控制要求及技術(shù)控制措施，并對(duì)關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)作了詳細(xì)論述，為后續(xù)機(jī)組的設(shè)計(jì)加工以及施工提供借鑒。糯扎渡水電站導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要由下止漏環(huán)、底環(huán)、導(dǎo)葉、頂蓋、控制環(huán)、筒閥及相關(guān)附件組成。下止漏環(huán)在工地進(jìn)行定位、加工；頂蓋分為4瓣，工地進(jìn)行組裝；筒閥分為2瓣工地組圓后與頂蓋一起調(diào)整并吊入水機(jī)室導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝工作完成。

關(guān)鍵詞： 導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 安裝工序 止漏環(huán) 底環(huán) 導(dǎo)葉

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要由下止漏環(huán)、底環(huán)、活動(dòng)導(dǎo)葉、頂蓋、導(dǎo)葉拐臂及連桿、控制環(huán)等組成，其中，下止漏環(huán)已在座環(huán)加工中安裝就位。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)共有24個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉，頂蓋與底環(huán)均為4瓣，控制環(huán)為2瓣，均在工地組圓后吊裝，其中頂蓋裝配后總重約250t，底環(huán)裝配后總重約51t。筒閥為兩瓣結(jié)構(gòu)，組裝后總重約77t，筒閥在工地組焊成整圓后與頂蓋裝配，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)已和頂蓋一起吊入水機(jī)室預(yù)裝完成，然后進(jìn)行導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝工作。

2 安裝方法及工藝措施

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和頂蓋吊入水機(jī)室預(yù)安裝完成后，各項(xiàng)調(diào)整檢查以合格，然后進(jìn)行各個(gè)部件的安裝。

2.1 底環(huán)、頂蓋銷釘孔鉆鉸

（1）按圖紙要求對(duì)稱均布鉆鉸8個(gè)φ50mm頂蓋定位錐銷孔，另16 個(gè)錐銷孔待導(dǎo)水機(jī)構(gòu)正式安裝后再進(jìn)行鉆鉸。鉆鉸后預(yù)裝錐銷，其應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）用液壓拉伸器松開(kāi)頂蓋與座環(huán)的把合螺栓和銷釘，緩緩、平穩(wěn)、水平地將頂蓋吊出。吊出全部預(yù)裝導(dǎo)葉，按照?qǐng)D紙要求鉆鉸96個(gè)φ40mm底環(huán)與座環(huán)的定位銷孔。鉆鉸完成后松開(kāi)底環(huán)與座環(huán)把合螺栓，取出底環(huán)與座環(huán)組合縫處的斜鍥，吊出底環(huán)，將底環(huán)座環(huán)板上的機(jī)加工鐵屑及座環(huán)排水盒內(nèi)的鐵屑清理干凈，至此，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝完成。

2.2 底環(huán)及筒閥下密封安裝

（1）安裝底環(huán)24個(gè)導(dǎo)葉軸套底部密封條并涂膠粘接牢靠。

（2）吊起底環(huán)并調(diào)平，平穩(wěn)地吊入機(jī)坑，在底環(huán)降落至底環(huán)座環(huán)板約10mm左右時(shí)，在每個(gè)導(dǎo)葉軸孔穿入1個(gè)φ40定位錐銷，使底環(huán)落到預(yù)裝位置。檢查錐銷安裝到位后，安裝其余錐銷并打緊，錐銷安裝時(shí)表面涂抹少許凡士林。安裝墊圈和M64把合螺栓，螺栓安裝時(shí)涂螺紋鎖固膠，然后用扭矩扳手按要求對(duì)稱把緊，螺栓預(yù)緊扭矩為702kN，按50%、100%分兩次擰緊。

（3）安裝底環(huán)與座環(huán)之間的密封。安裝時(shí)先裝配墊塊，然后安裝φ25 耐油橡皮條，橡皮條粘接時(shí)，切口應(yīng)平整并粘接牢固，安裝時(shí)涂抹凡士林；最后安裝筒閥下密封及壓板和把合螺栓，螺栓安裝時(shí)涂抹螺紋鎖固膠，用扭矩扳手按設(shè)計(jì)要求扭矩把緊。按照設(shè)計(jì)要求對(duì)壓板的螺栓孔和縫隙處填上環(huán)氧樹(shù)脂。

2.3 活動(dòng)導(dǎo)葉吊裝

（1）對(duì)號(hào)吊裝導(dǎo)葉，導(dǎo)葉吊裝時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)葉在垂直狀態(tài)，將導(dǎo)葉平穩(wěn)插入導(dǎo)葉軸孔。導(dǎo)葉進(jìn)入軸孔時(shí)若出現(xiàn)卡阻，不得強(qiáng)行落下導(dǎo)葉，應(yīng)分析卡阻原因，處理后方可落下導(dǎo)葉。在導(dǎo)葉未全部落到底環(huán)上時(shí)，用人力轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉，檢查導(dǎo)葉動(dòng)作是否靈活。導(dǎo)葉插入軸套后，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉接近全關(guān)位置。

（2）根據(jù)底環(huán)周向?qū)崪y(cè)高程的高低與導(dǎo)葉的長(zhǎng)短相錯(cuò)的原則，利用導(dǎo)葉吊裝工具將全部導(dǎo)葉按照導(dǎo)葉全關(guān)的位置吊入底環(huán)的導(dǎo)葉孔中。在導(dǎo)葉吊入下軸套孔前，應(yīng)將下軸套均勻涂上凡士林。每吊入一個(gè)導(dǎo)葉應(yīng)檢查導(dǎo)葉下端（大小及小頭）與底環(huán)的抗磨板間間隙應(yīng)為零。

（3）按圖紙要求安裝導(dǎo)葉軸徑中密封，在密封外緣涂抹凡士林，進(jìn)行頂蓋吊裝準(zhǔn)備。

2.4 轉(zhuǎn)輪、主軸吊裝

將在安裝間組裝完成的水輪機(jī)主軸及轉(zhuǎn)輪整體吊入機(jī)坑內(nèi)，并在基礎(chǔ)環(huán)位置用楔子板調(diào)平。

2.5 頂蓋安裝

（1）制作堵板將頂蓋的4個(gè)平壓管上口臨時(shí)封堵，防止異物掉入轉(zhuǎn)輪上冠。

（2）安裝筒閥上密封。

（3）安裝頂蓋與座環(huán)上環(huán)密封槽內(nèi)φ12橡膠盤根并涂膠粘接牢靠，以防止頂蓋調(diào)整過(guò)程中損壞或脫落。

（4）平穩(wěn)吊起頂蓋與筒形閥裝配體，按頂蓋方位及預(yù)裝標(biāo)記，調(diào)整頂蓋水平在0.1mm/m內(nèi)，升降2～3次，確認(rèn)無(wú)異常后，吊入機(jī)坑至距活動(dòng)導(dǎo)葉上端面約100mm位置時(shí)停下，再次檢查確認(rèn)頂蓋水平及方位符合要求后，頂蓋導(dǎo)葉軸孔對(duì)準(zhǔn)活動(dòng)導(dǎo)葉上軸頸后緩緩落下，當(dāng)導(dǎo)葉軸頸穿出頂蓋上端面后，從對(duì)稱4個(gè)方位檢測(cè)頂蓋下落情況，保證頂蓋下落過(guò)程保持平穩(wěn)。頂蓋落到距座環(huán)把合面約20mm 時(shí)穿入預(yù)裝時(shí)的6個(gè)φ50 錐銷，使頂蓋落位到初始的預(yù)裝位置。

（5）頂蓋就位后檢查錐銷是否安裝到位，以確認(rèn)頂蓋是否回到初始預(yù)裝位置，用塞尺檢查頂蓋與座環(huán)組合面間隙，確保頂蓋落到位。

（6）各項(xiàng)檢查合格后安裝全部M100把合螺栓，螺栓安裝時(shí)涂潤(rùn)滑劑，然后用液壓拉伸器對(duì)稱拉緊，預(yù)緊力為 2025KN，按50%、100%分兩次拉緊。

（7）檢查頂蓋與轉(zhuǎn)輪上冠之間的間隙，將其與對(duì)應(yīng)位置的止漏環(huán)間隙進(jìn)行對(duì)照，其將作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸后以及機(jī)組盤車時(shí)確認(rèn)轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)間隙的參考和依據(jù)。

（8）鉆鉸頂蓋與座環(huán)把合面的其余18個(gè)φ50 錐銷孔并安裝。

（9）將套筒的軸套面清洗干凈，用銼刀、砂紙或拋光砂輪片將套筒外表面以及密封槽內(nèi)的毛刺清理干凈，按圖紙要求安裝導(dǎo)葉軸徑上密封。

（10）按圖紙要求裝配導(dǎo)葉套筒，安裝墊圈和螺栓，用扭矩扳手對(duì)稱把緊螺栓，預(yù)緊扭合格后與頂蓋鉆鉸φ40 錐銷孔，安裝錐銷并打緊。

2.6 控制環(huán)、接力器組裝及安裝

2.6.1 控制環(huán)組裝及安裝

（1）在安裝間適當(dāng)位置布置6個(gè)800mm高的支墩，組合縫位置兩邊各布置一個(gè)，每瓣控制環(huán)中部布置一個(gè)，支墩上放置成對(duì)楔子板，調(diào)整各楔子板頂部高程基本一致，準(zhǔn)備2個(gè)32t千斤頂用于組裝時(shí)的調(diào)整。分別吊裝兩瓣控制環(huán)于其上，將其中一瓣調(diào)平，吊裝另一瓣與其組圓，裝配方法與底環(huán)裝配相同，不再贅述。

（2）檢查合格后把緊組合螺栓，檢查組合縫間隙，用0.05mm 塞尺檢查應(yīng)不能通過(guò)，允許有局部間隙，用0.10mm 塞尺檢查深度不應(yīng)超過(guò)組合面寬度的 1/3，總長(zhǎng)不超過(guò)組合面周長(zhǎng)的20%。

（3）圓周方向均分8點(diǎn)測(cè)量抗磨板面半徑，檢查控制環(huán)圓度，其應(yīng)不大于0.20mm。合格后吊起控制環(huán)并調(diào)整其水平不大于1mm，吊入機(jī)坑。將頂蓋上的控制環(huán)安裝表面清掃干凈，吊落控制環(huán)于頂蓋之上。

（4）根據(jù)機(jī)坑內(nèi)的 X、Y 基準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)整控制環(huán)大耳柄中心的方位，將控制環(huán)調(diào)到全關(guān)位置，通過(guò)靠近 X、Y 基準(zhǔn)點(diǎn)的小耳柄中心方位進(jìn)行校核，其與設(shè)計(jì)的全關(guān)位置對(duì)比周向偏差應(yīng)不大于1mm。檢查控制環(huán)大耳柄到接力器基礎(chǔ)板的距離，其與設(shè)計(jì)偏差應(yīng)不大于 3mm。合格后打上樣沖標(biāo)記。

（5）檢查控制環(huán)與頂蓋的徑向間隙合格后在頂蓋與控制環(huán)的非軸承配合縫處塞上斜鍥，將控制環(huán)與頂蓋相對(duì)固定牢靠。

（6）配裝壓板，合格后安裝墊圈，把緊M42螺栓，螺栓預(yù)緊力340kN檢查壓板與控制環(huán)軸向間隙，其應(yīng)在 0.30mm～0.50mm 之間。

2.6.2 接力器安裝

（1）將接力器裝到基礎(chǔ)板上，按要求緊固螺栓，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

（2）接力器調(diào)整板焊接。接力器調(diào)整板的焊接對(duì)稱進(jìn)行，在焊接過(guò)程中必須進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整焊接順序和位置；每焊接完一層必須等焊縫完全冷卻之后方可進(jìn)行下一層的焊接。

（3）接力器推拉桿安裝：

（4）檢查控制環(huán)的徑向安裝線標(biāo)記，確認(rèn)處于全關(guān)位置，安裝推拉桿，按圖紙要求擰緊大螺母。

（5）接力器壓緊行程調(diào)整

（6）在調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置形成后，按圖紙要求調(diào)整接力器壓緊行程。

2.7 導(dǎo)葉端、立面間隙調(diào)整

（1）安裝反推力環(huán)，按照設(shè)計(jì)要求用扭矩扳手把緊組合螺栓，螺栓安裝時(shí)涂螺紋鎖固膠。

（2）檢查套筒的推力環(huán)表面，其應(yīng)平整無(wú)高點(diǎn)，推力環(huán)把合螺栓及銷釘應(yīng)低于推力環(huán)表面 1mm 以上。吊起導(dǎo)葉臂，用鏈條葫蘆調(diào)平，在導(dǎo)葉臂下端導(dǎo)葉軸孔內(nèi)表面涂抹少許凡士林，然后平穩(wěn)下落與導(dǎo)葉進(jìn)行套裝，導(dǎo)葉臂下落應(yīng)保持水平，與導(dǎo)葉上軸頸套裝后下落時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉臂，使其邊轉(zhuǎn)動(dòng)便下落，以防導(dǎo)葉臂下落時(shí)由于不平與導(dǎo)葉軸頸卡死。

（3）用壓鉛法測(cè)量調(diào)整導(dǎo)葉上、下端面間隙并配車墊塊，墊塊配車完成后調(diào)整導(dǎo)葉臂，使其上的測(cè)量銷孔和導(dǎo)葉上軸頸上的銷孔對(duì)齊，將銷孔清洗干凈，安裝 2 個(gè)銷套和錐銷，安裝時(shí)涂抹少許凡士林。

（4）安裝配車后的墊塊以及端蓋，把緊端蓋螺栓，安裝導(dǎo)葉調(diào)整螺栓及其墊圈，調(diào)整螺栓預(yù)緊扭矩為440kN。用塞尺檢查導(dǎo)葉上、下端面間隙并記錄，若不滿足要求則重新測(cè)量配車墊塊，若合格拆掉端蓋，安裝φ4 密封圓條，如上述重新安裝端蓋。

（5）將24個(gè)連扳與摩擦環(huán)把合的螺栓全部按照設(shè)計(jì)要求預(yù)緊一遍。調(diào)整 24 個(gè)導(dǎo)葉到全關(guān)位置，要求各導(dǎo)葉間隙基本為零，用 0.05mm塞尺檢查，不能通過(guò)，局部間隙最大不超過(guò) 0.10mm 的要求，其間隙的總長(zhǎng)度，不超過(guò)導(dǎo)葉板體高度的 1/4。然后用鋼絲繩捆住導(dǎo)葉中部，用鏈條葫蘆拉緊，測(cè)量導(dǎo)葉立面間隙并記錄。

2.8 活動(dòng)導(dǎo)葉機(jī)械操作系統(tǒng)附件安裝

（1）在合適的位置放置連接板，調(diào)整連接板，對(duì)齊連接銷孔。

（2）在控制環(huán)一側(cè)安裝連接銷。

（3）在拐臂側(cè)安裝偏心銷。

（4）直銷和偏心銷安裝完成后，確認(rèn)控制環(huán)和活動(dòng)導(dǎo)葉仍然處于“全關(guān)”位置。

（5）安裝上下限位法蘭。

（6）然后安裝偏心銷與上連接板之間的鎖定板。

（7）再次檢查活動(dòng)導(dǎo)葉立面間隙，如有偏差則旋轉(zhuǎn)偏心銷進(jìn)行微調(diào)。全部導(dǎo)葉立面間隙調(diào)整后，每個(gè)偏心銷應(yīng)留有1/2 的檢修調(diào)整余量。

（8）焊接活動(dòng)導(dǎo)葉全關(guān)、全開(kāi)位置限位塊，導(dǎo)葉臂與限位塊之間距離為10mm，焊角20mm。

3 結(jié)語(yǔ)

軸套與軸頸的間隙較大，在水壓力下導(dǎo)葉的關(guān)閉較緊密，導(dǎo)葉立面間隙的調(diào)整應(yīng)該用鋼絲繩捆綁檢查。用偏心銷重復(fù)幾次把間隙調(diào)均勻，最終在壓緊行程下再次檢查立面間隙。

在安裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)葉端部間隙前后測(cè)量的數(shù)據(jù)不同，趨勢(shì)是隨著溫度升高，實(shí)測(cè)間隙偏小。由于間隙的變化特別是下端部間隙直接影響了導(dǎo)葉的動(dòng)作，建議在今后機(jī)組安裝的過(guò)程中可根據(jù)安裝時(shí)的環(huán)境適當(dāng)增大導(dǎo)葉的端部總間隙，以滿足在不同溫度下的間隙變化。雖然在安裝和調(diào)試過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，使得工期受到了很大的影響。但運(yùn)行中機(jī)組的震動(dòng)等各方面特性是非常優(yōu)良的。

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