水電站導水機構安裝方法分析

肖麗華++廖瑾

摘 要：根據糯扎渡水電站水輪機導水機構的結構形式、設計特點，以及該系統在安裝過程中出現的問題及處理措施，簡述對導水機構安裝工序、質量控制要求及技術控制措施，并對關鍵工序的技術要點作了詳細論述，為后續機組的設計加工以及施工提供借鑒。糯扎渡水電站導水機構主要由下止漏環、底環、導葉、頂蓋、控制環、筒閥及相關附件組成。下止漏環在工地進行定位、加工；頂蓋分為4瓣，工地進行組裝；筒閥分為2瓣工地組圓后與頂蓋一起調整并吊入水機室導水機構預裝工作完成。

關鍵詞： 導水機構 安裝工序 止漏環 底環 導葉

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

導水機構主要由下止漏環、底環、活動導葉、頂蓋、導葉拐臂及連桿、控制環等組成，其中，下止漏環已在座環加工中安裝就位。導水機構共有24個活動導葉，頂蓋與底環均為4瓣，控制環為2瓣，均在工地組圓后吊裝，其中頂蓋裝配后總重約250t，底環裝配后總重約51t。筒閥為兩瓣結構，組裝后總重約77t，筒閥在工地組焊成整圓后與頂蓋裝配，導水機構已和頂蓋一起吊入水機室預裝完成，然后進行導水機構安裝工作。

2 安裝方法及工藝措施

導水機構和頂蓋吊入水機室預安裝完成后，各項調整檢查以合格，然后進行各個部件的安裝。

2.1 底環、頂蓋銷釘孔鉆鉸

（1）按圖紙要求對稱均布鉆鉸8個φ50mm頂蓋定位錐銷孔，另16 個錐銷孔待導水機構正式安裝后再進行鉆鉸。鉆鉸后預裝錐銷，其應滿足設計要求。

（2）用液壓拉伸器松開頂蓋與座環的把合螺栓和銷釘，緩緩、平穩、水平地將頂蓋吊出。吊出全部預裝導葉，按照圖紙要求鉆鉸96個φ40mm底環與座環的定位銷孔。鉆鉸完成后松開底環與座環把合螺栓，取出底環與座環組合縫處的斜鍥，吊出底環，將底環座環板上的機加工鐵屑及座環排水盒內的鐵屑清理干凈，至此，導水機構預裝完成。

2.2 底環及筒閥下密封安裝

（1）安裝底環24個導葉軸套底部密封條并涂膠粘接牢靠。

（2）吊起底環并調平，平穩地吊入機坑，在底環降落至底環座環板約10mm左右時，在每個導葉軸孔穿入1個φ40定位錐銷，使底環落到預裝位置。檢查錐銷安裝到位后，安裝其余錐銷并打緊，錐銷安裝時表面涂抹少許凡士林。安裝墊圈和M64把合螺栓，螺栓安裝時涂螺紋鎖固膠，然后用扭矩扳手按要求對稱把緊，螺栓預緊扭矩為702kN，按50%、100%分兩次擰緊。

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

2.3 活動導葉吊裝

（1）對號吊裝導葉，導葉吊裝時應保證導葉在垂直狀態，將導葉平穩插入導葉軸孔。導葉進入軸孔時若出現卡阻，不得強行落下導葉，應分析卡阻原因，處理后方可落下導葉。在導葉未全部落到底環上時，用人力轉動導葉，檢查導葉動作是否靈活。導葉插入軸套后，旋轉導葉接近全關位置。

（2）根據底環周向實測高程的高低與導葉的長短相錯的原則，利用導葉吊裝工具將全部導葉按照導葉全關的位置吊入底環的導葉孔中。在導葉吊入下軸套孔前，應將下軸套均勻涂上凡士林。每吊入一個導葉應檢查導葉下端（大小及小頭）與底環的抗磨板間間隙應為零。

（3）按圖紙要求安裝導葉軸徑中密封，在密封外緣涂抹凡士林，進行頂蓋吊裝準備。

2.4 轉輪、主軸吊裝

將在安裝間組裝完成的水輪機主軸及轉輪整體吊入機坑內，并在基礎環位置用楔子板調平。

2.5 頂蓋安裝

（1）制作堵板將頂蓋的4個平壓管上口臨時封堵，防止異物掉入轉輪上冠。

（2）安裝筒閥上密封。

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

（4）平穩吊起頂蓋與筒形閥裝配體，按頂蓋方位及預裝標記，調整頂蓋水平在0.1mm/m內，升降2～3次，確認無異常后，吊入機坑至距活動導葉上端面約100mm位置時停下，再次檢查確認頂蓋水平及方位符合要求后，頂蓋導葉軸孔對準活動導葉上軸頸后緩緩落下，當導葉軸頸穿出頂蓋上端面后，從對稱4個方位檢測頂蓋下落情況，保證頂蓋下落過程保持平穩。頂蓋落到距座環把合面約20mm 時穿入預裝時的6個φ50 錐銷，使頂蓋落位到初始的預裝位置。

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

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

（7）檢查頂蓋與轉輪上冠之間的間隙，將其與對應位置的止漏環間隙進行對照，其將作為發電機轉子聯軸后以及機組盤車時確認轉輪下止漏環間隙的參考和依據。

（8）鉆鉸頂蓋與座環把合面的其余18個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的毛刺清理干凈，按圖紙要求安裝導葉軸徑上密封。

（10）按圖紙要求裝配導葉套筒，安裝墊圈和螺栓，用扭矩扳手對稱把緊螺栓，預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、接力器組裝及安裝

2.6.1 控制環組裝及安裝

（1）在安裝間適當位置布置6個800mm高的支墩，組合縫位置兩邊各布置一個，每瓣控制環中部布置一個，支墩上放置成對楔子板，調整各楔子板頂部高程基本一致，準備2個32t千斤頂用于組裝時的調整。分別吊裝兩瓣控制環于其上，將其中一瓣調平，吊裝另一瓣與其組圓，裝配方法與底環裝配相同，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 塞尺檢查應不能通過，允許有局部間隙，用0.10mm 塞尺檢查深度不應超過組合面寬度的 1/3，總長不超過組合面周長的20%。

（3）圓周方向均分8點測量抗磨板面半徑，檢查控制環圓度，其應不大于0.20mm。合格后吊起控制環并調整其水平不大于1mm，吊入機坑。將頂蓋上的控制環安裝表面清掃干凈，吊落控制環于頂蓋之上。

（4）根據機坑內的 X、Y 基準點調整控制環大耳柄中心的方位，將控制環調到全關位置，通過靠近 X、Y 基準點的小耳柄中心方位進行校核，其與設計的全關位置對比周向偏差應不大于1mm。檢查控制環大耳柄到接力器基礎板的距離，其與設計偏差應不大于 3mm。合格后打上樣沖標記。

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

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

2.6.2 接力器安裝

（1）將接力器裝到基礎板上，按要求緊固螺栓，記錄測量數據。

（2）接力器調整板焊接。接力器調整板的焊接對稱進行，在焊接過程中必須進行嚴密監測，根據監測數據隨時調整焊接順序和位置；每焊接完一層必須等焊縫完全冷卻之后方可進行下一層的焊接。

（3）接力器推拉桿安裝：

（4）檢查控制環的徑向安裝線標記，確認處于全關位置，安裝推拉桿，按圖紙要求擰緊大螺母。

（5）接力器壓緊行程調整

（6）在調速系統油壓裝置形成后，按圖紙要求調整接力器壓緊行程。

2.7 導葉端、立面間隙調整

（1）安裝反推力環，按照設計要求用扭矩扳手把緊組合螺栓，螺栓安裝時涂螺紋鎖固膠。

（2）檢查套筒的推力環表面，其應平整無高點，推力環把合螺栓及銷釘應低于推力環表面 1mm 以上。吊起導葉臂，用鏈條葫蘆調平，在導葉臂下端導葉軸孔內表面涂抹少許凡士林，然后平穩下落與導葉進行套裝，導葉臂下落應保持水平，與導葉上軸頸套裝后下落時轉動導葉臂，使其邊轉動便下落，以防導葉臂下落時由于不平與導葉軸頸卡死。

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

（4）安裝配車后的墊塊以及端蓋，把緊端蓋螺栓，安裝導葉調整螺栓及其墊圈，調整螺栓預緊扭矩為440kN。用塞尺檢查導葉上、下端面間隙并記錄，若不滿足要求則重新測量配車墊塊，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個連扳與摩擦環把合的螺栓全部按照設計要求預緊一遍。調整 24 個導葉到全關位置，要求各導葉間隙基本為零，用 0.05mm塞尺檢查，不能通過，局部間隙最大不超過 0.10mm 的要求，其間隙的總長度，不超過導葉板體高度的 1/4。然后用鋼絲繩捆住導葉中部，用鏈條葫蘆拉緊，測量導葉立面間隙并記錄。

2.8 活動導葉機械操作系統附件安裝

（1）在合適的位置放置連接板，調整連接板，對齊連接銷孔。

（2）在控制環一側安裝連接銷。

（3）在拐臂側安裝偏心銷。

（4）直銷和偏心銷安裝完成后，確認控制環和活動導葉仍然處于“全關”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）再次檢查活動導葉立面間隙，如有偏差則旋轉偏心銷進行微調。全部導葉立面間隙調整后，每個偏心銷應留有1/2 的檢修調整余量。

（8）焊接活動導葉全關、全開位置限位塊，導葉臂與限位塊之間距離為10mm，焊角20mm。

3 結語

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

在安裝過程中發現，導葉端部間隙前后測量的數據不同，趨勢是隨著溫度升高，實測間隙偏小。由于間隙的變化特別是下端部間隙直接影響了導葉的動作，建議在今后機組安裝的過程中可根據安裝時的環境適當增大導葉的端部總間隙，以滿足在不同溫度下的間隙變化。雖然在安裝和調試過程中遇到了很多問題，使得工期受到了很大的影響。但運行中機組的震動等各方面特性是非常優良的。

參考文獻

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