水電站水輪發(fā)電機(jī)安裝分析

摘 要：作為水電站的一個(gè)基礎(chǔ)性設(shè)備，水輪發(fā)電機(jī)對(duì)于整個(gè)水電站而言非常重要。水輪機(jī)能夠?qū)⑺苻D(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電。水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響，因此必須提高水電站水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量。本文主要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的安裝技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并提出了保障水輪發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量的具體措施。

關(guān)鍵詞：安裝；水輪發(fā)電機(jī)；水電站

在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的過程中，對(duì)電力資源的需求量不斷增加，而水力發(fā)電是一種清潔、高效的發(fā)電途徑。為了進(jìn)一步提高水利發(fā)電站的運(yùn)行質(zhì)量，必須提高水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量。要準(zhǔn)確的把握水輪發(fā)電機(jī)的安裝要點(diǎn)，需采取一定的質(zhì)量控制措施，達(dá)到減少安裝過程中的故障。

1 安裝水輪機(jī)主設(shè)備

水輪發(fā)電機(jī)的主設(shè)備包括管型座、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、主軸、轉(zhuǎn)輪等。要認(rèn)真安裝水輪機(jī)主設(shè)備，保障其安裝質(zhì)量。

1.1 安裝管型座

先要對(duì)管型座預(yù)埋基礎(chǔ)板的位置進(jìn)行檢查，確認(rèn)其表面水平誤差不超過1mm、高程誤差不超過5mm、平面位置誤差不超過5mm之后，就可以進(jìn)行管型座的安裝。

要對(duì)水管的高程、波浪度和中心線進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)管型座的安裝位置進(jìn)行確定。管型座的高程誤差不得超過3mm，樁號(hào)位置和中心的誤差不得超過2mm。完成安裝之后還要調(diào)整法蘭面的垂直度以及管型座的樁號(hào)、高程和中心。

1.2 安裝導(dǎo)水機(jī)構(gòu)

在安裝間內(nèi)組裝好導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，然后將其吊運(yùn)到機(jī)坑內(nèi)。通過塞尺檢查無(wú)誤后，吊起已經(jīng)拼裝好的外環(huán)，運(yùn)用支墩支起外環(huán)，對(duì)其平面度、垂直度和上下法蘭的圓度進(jìn)行檢查，然后清掃內(nèi)環(huán)，在外環(huán)孔的中央地面上吊入內(nèi)環(huán)，檢查X、Y方位。

按照編號(hào)組裝各零部件，如果零件需要間隙配合，應(yīng)該先進(jìn)行預(yù)配裝，并檢查配合間隙情況。之后要裝配導(dǎo)水葉，為了確定導(dǎo)水葉的可調(diào)吊點(diǎn)，可用兩個(gè)鏈?zhǔn)绞掷J掛在吊鉤上，然后對(duì)吊起的角度和高度進(jìn)行調(diào)整，在外環(huán)軸孔中央插入導(dǎo)水葉的軸頭，再將密封環(huán)壓入，對(duì)正導(dǎo)水葉軸孔和內(nèi)環(huán)軸孔，安裝導(dǎo)葉接軸，將壓軸螺母壓緊，并將導(dǎo)葉接軸的螺栓拉緊。拼裝好制約環(huán)，將其套入外法蘭，并進(jìn)行調(diào)整，最后裝配導(dǎo)葉臂的連桿，并進(jìn)行整體吊裝。完成整體吊裝之后還要對(duì)每個(gè)導(dǎo)葉進(jìn)行測(cè)量，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)[ 1 ]。

1.3 安裝主軸

先要對(duì)主軸的軸承進(jìn)行安裝，根據(jù)一定的順序，在主軸上裝配發(fā)電機(jī)的組合軸承和水輪機(jī)的導(dǎo)軸承，然后對(duì)主軸和推力盤的垂直偏差進(jìn)行檢查，偏差不得超過0.5mm。檢查無(wú)誤后從管型座的上游側(cè)吊入大軸系統(tǒng)，從橫向方向吊入，然后再進(jìn)行90°的轉(zhuǎn)向，將主軸插入管型座內(nèi)環(huán)，并吊入支腿，運(yùn)用橋機(jī)對(duì)吊點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。

1.4 裝配轉(zhuǎn)輪

先將轉(zhuǎn)輪的附件組裝好，然后對(duì)轉(zhuǎn)輪輪轂進(jìn)行90°翻身，將其吊入機(jī)坑，聯(lián)接大軸，并均勻的將轉(zhuǎn)輪拉進(jìn)配合止口中，安裝四個(gè)對(duì)稱的聯(lián)軸螺栓，避免橋機(jī)松鉤后組合面會(huì)出現(xiàn)間隙。拉伸主軸和轉(zhuǎn)輪的連接螺栓，按照?qǐng)D紙對(duì)泄水錐、轉(zhuǎn)輪槳葉接力器缸蓋、操作油管進(jìn)行安裝[ 2 ]。

2 安裝水輪發(fā)電機(jī)的其他設(shè)備

2.1 安裝水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性都會(huì)受到轉(zhuǎn)子安裝質(zhì)量的影響。轉(zhuǎn)子一般由中心體、扇形體、磁軛、磁極安裝組成。首先檢查中心體支撐座地基是否砼注嚴(yán)實(shí)，滿足條件后，安裝支撐座與中心體。調(diào)整中心體水平，安裝扇形體；需調(diào)整好大力筋半徑、弦長(zhǎng)、垂直度、高差，然后焊接扇形體。焊接中需監(jiān)測(cè)上述數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)變化，及時(shí)調(diào)整焊接順序。再次調(diào)整中心體水平≦0.02mm/m，安裝測(cè)圓架，需滿足測(cè)圓架與中心體同心度≦0.03mm，水平≦0.02mm/m。安裝下磁軛壓板，預(yù)疊磁軛片，檢查磁軛與下磁軛壓板螺孔是否存在干涉。

根據(jù)施工要求，編寫磁軛堆積表，根據(jù)疊片數(shù)據(jù)，完善磁軛堆積表。磁軛堆積工作一般分為4大段完成，每一段疊裝完后需整形調(diào)整，控制磁軛圓度、同心度、半徑在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，然后進(jìn)行磁軛拉伸工作，拉伸扭力需滿足圖紙要求。疊片完后進(jìn)行冷打鍵，一般冷打鍵3天，消除溫度對(duì)磁軛鍵緊度的影響。根據(jù)冷打鍵后測(cè)量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備熱打鍵。熱打鍵加溫過程中需及時(shí)測(cè)量磁軛膨脹量，滿足漲量后，開始熱打鍵。磁軛冷卻后，測(cè)量磁軛數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)合格后掛裝磁極；調(diào)整磁極中心高度，安裝磁極鍵、極間撐塊、制動(dòng)環(huán)板等附件。

2.2 安裝定子

要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可利用的電能，就必須發(fā)揮定子的作用，它是水輪發(fā)電機(jī)組的核心部件，主要包括線圈和鐵芯兩個(gè)部分。

在對(duì)定子進(jìn)行安裝之前，先要按照安裝圖紙，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掌握。將定子分瓣運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行組裝，然后焊接組合縫。焊接中控制機(jī)座的變形和收縮。安裝定子中心柱，需控制好中心柱垂直度、測(cè)圓架鏡跳。利用測(cè)圓架檢查各層環(huán)板半徑，檢查是否存在干涉。安裝定位筋；為了減少累計(jì)誤差，一般把定位筋分成大等分定位筋和小等分定位筋。從+Y方位開始，把這根定位筋做為基礎(chǔ)定位筋，調(diào)整好其半徑、垂直度，左右扭斜后，焊接定位筋的托板，焊完后檢查上述數(shù)據(jù)，合格后，開始安裝其余大等分定位筋。

安裝小等分定位筋，需控制好定位筋垂直度、扭斜、弦長(zhǎng)、半徑；調(diào)整好后，用CO2氣體保護(hù)焊接焊定位筋托板，焊完后測(cè)量所有數(shù)據(jù)，不合的重新調(diào)整焊接。安裝下壓板，保證其波亮度≦2mm。編寫定子鐵芯堆積表，根據(jù)疊片數(shù)據(jù)完善堆積表。根據(jù)鐵芯厚度，把鐵芯堆積分為5大段，每段疊裝完后，整形。數(shù)據(jù)合格后，開始拉伸鐵芯。鐵芯堆積完后，清掃，對(duì)鐵芯做耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)通過后，開始安裝定子線棒，安裝完后，開始整體耐壓試驗(yàn)，由相關(guān)部門組織驗(yàn)收，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行核對(duì)，保障定子的安裝質(zhì)量。

2.3 安裝導(dǎo)流板、豎井和發(fā)電機(jī)蓋板

以廠家標(biāo)號(hào)為依據(jù)，安裝支墩護(hù)板和導(dǎo)流板，然后對(duì)密封接觸加工面和法蘭面進(jìn)行清掃，安裝蓋板和豎井，并密封好框架和蓋板的聯(lián)接部位。要將壓蓋組合和密封圈底座吊放至蓋板上，然后對(duì)豎井之間圓周方向的間隙進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，下游側(cè)的間隙略大于上游側(cè)，左右側(cè)之間的間隙應(yīng)該保持均勻。點(diǎn)焊加固蓋板和密封墊之后，就可以吊出豎井。主要在焊縫時(shí)應(yīng)該檢查PT的著色，確定無(wú)誤后才能吊裝豎井，并安裝密封盤根，最后將壓環(huán)螺釘擰緊。

2.4 安裝附屬設(shè)備

根據(jù)施工進(jìn)度，安裝其他附屬設(shè)備，包括輔助制約接線系統(tǒng)、照明裝置、測(cè)速裝置、防潮裝置、滅火系統(tǒng)、制動(dòng)鎖錠系統(tǒng)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)設(shè)備等[ 3 ]。

3 水電站水輪發(fā)電機(jī)安裝的質(zhì)量保障措施

為了保證水電站水輪發(fā)電機(jī)組的安裝質(zhì)量，還要采取一定的安裝保障措施。

3.1 安裝前的質(zhì)量保障措施

在正式進(jìn)行水輪機(jī)組的安裝之前，安裝人員先要對(duì)安裝的標(biāo)準(zhǔn)、要求和內(nèi)容進(jìn)行熟悉，并制定詳細(xì)的施工組織計(jì)劃，對(duì)安裝施工的可行性和適應(yīng)性進(jìn)行分析，并進(jìn)行技術(shù)方案和安裝進(jìn)度的設(shè)計(jì)，制定安裝質(zhì)量保障措施和安全防護(hù)措施，制定材料供應(yīng)計(jì)劃，并由監(jiān)理單位進(jìn)行審核，確認(rèn)無(wú)誤后才能開始安裝。

在安裝之前要準(zhǔn)備好各種技術(shù)文件資料，例如施工圖紙、規(guī)程方案、安裝使用說(shuō)明書、技術(shù)指導(dǎo)書等，并嚴(yán)格鑒定安裝施工人員的資質(zhì)，保障整個(gè)安裝工程的質(zhì)量[ 4 ]。

3.2 落實(shí)各項(xiàng)安裝規(guī)范

水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)水電站的運(yùn)行質(zhì)量，而設(shè)備性能因素、施工管理因素、安裝工藝水平和安裝人員的責(zé)任意識(shí)都會(huì)影響整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量。

因此在安裝的過程中要對(duì)各項(xiàng)安裝規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的落實(shí)，包括《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》《水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程》等，對(duì)于承建合同中的相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件中的相關(guān)技術(shù)規(guī)范也必須進(jìn)行落實(shí)，并對(duì)這些安裝規(guī)范之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，保障整個(gè)安裝施工的規(guī)范、有序。

3.3 保障零部件、設(shè)備和材料的質(zhì)量

在水輪發(fā)電機(jī)的安裝過程中，需要應(yīng)用各種零部件、工程設(shè)備和材料，而這些零部件、設(shè)備和材料的質(zhì)量也會(huì)影響水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量。在安裝之前要對(duì)入場(chǎng)的所有材料、設(shè)備和零部件進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并配備專門的質(zhì)檢人員。

質(zhì)檢人員要仔細(xì)檢查各物資的品種、型號(hào)和規(guī)格，保障其符合設(shè)計(jì)要求。可以先由安裝施工人員對(duì)各物資進(jìn)行自檢，再由班組中的質(zhì)檢人員進(jìn)行復(fù)檢，最后由水電站的專職質(zhì)檢人員對(duì)物資的質(zhì)量進(jìn)行審核[ 5 ]。

3.4 控制安裝進(jìn)度

為了保證發(fā)電企業(yè)的正常工作，應(yīng)該對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的安裝進(jìn)度進(jìn)行控制，保障在一定的工期內(nèi)保質(zhì)保量的完成所有的安裝任務(wù)。

首先，水電站要制定水輪發(fā)電機(jī)安裝的技術(shù)管理體系、質(zhì)量管理體系，規(guī)劃各安裝環(huán)節(jié)和步驟，并按照一定的流程開展安裝工作，盡量減少安裝質(zhì)量問題，避免返工。

其次，水電站要定期對(duì)上一階段的水輪發(fā)電機(jī)安裝工作進(jìn)行總結(jié)，通過定期工地現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議的方式來(lái)匯報(bào)安裝緊張，調(diào)整安裝進(jìn)度。

第三，要對(duì)安裝質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，由質(zhì)量管理人員根據(jù)安裝施工的設(shè)計(jì)要求來(lái)監(jiān)督質(zhì)量控制點(diǎn)的安裝工作，保障安裝工程的連貫性，以免上一道工序出現(xiàn)質(zhì)量問題而對(duì)下一道工序造成影響。

最后，要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量管理，保障設(shè)備質(zhì)量，以免影響安裝的質(zhì)量和進(jìn)度。

3.5 做好安裝監(jiān)理工作

行業(yè)指導(dǎo)部門出于提高水輪發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量的目的，往往會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，編寫一定的監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，該細(xì)則中往往會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)安裝的各項(xiàng)質(zhì)量相關(guān)參數(shù)進(jìn)行明確，監(jiān)理人員要以此為依據(jù)，對(duì)整個(gè)安裝過程進(jìn)行監(jiān)理，例如監(jiān)理實(shí)施細(xì)則中會(huì)對(duì)水輪機(jī)座環(huán)安裝的基準(zhǔn)件安裝的重要性和基準(zhǔn)件參數(shù)進(jìn)行明確，并制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，首先要將水輪機(jī)座環(huán)放入機(jī)坑，然后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，此時(shí)要使用到千斤頂和地腳螺栓，并對(duì)內(nèi)圓柱圓度、法蘭面與頂蓋的水平度、方位偏差和頂蓋配合法蘭面高程等質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行空中，保障安裝質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

作為水電系統(tǒng)中一個(gè)不可或缺的組成部分，水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量與整個(gè)水電站的運(yùn)行質(zhì)量息息相關(guān)，而水輪發(fā)電機(jī)的安裝具有較多的交叉工序作業(yè)和較多的施工環(huán)節(jié)，工序內(nèi)容比較復(fù)雜，因此必須加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)安裝工作的重視，采取有效的措施，保障水輪發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 靳濤.水輪發(fā)電機(jī)組安裝的質(zhì)量控制分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（06）.

[2] 王成學(xué).淺談水輪發(fā)電機(jī)組安裝的質(zhì)量控制[J].科技風(fēng)，2011（22）.

[3] 黃郁.淺談水輪發(fā)電機(jī)組安裝中的若干方面[J].科技資訊，2011（05）.

[4] 祝春妃，周海龍.淺談中小型立式水輪發(fā)電機(jī)組安裝方法[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（11）.

作者簡(jiǎn)介：

楊孟澤（1986-），男，山西運(yùn)城芮城縣人，機(jī)電安裝助理工程師，工作于中國(guó)水利水電第八工程局有限公司。