抽水蓄能電站機組導水機構現場預裝及取消預裝的可行性探討

肖 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

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抽水蓄能電站機組導水機構現場預裝及取消預裝的可行性探討

肖 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

導水機構是抽水蓄能機組水泵水輪機的重要組成部件之一。我國混流可逆式水泵水輪機導水機構傳統的安裝方法主要為先預裝,然后再進行正式的安裝。通過對某大型抽水蓄能電站導水機構現場預裝情況進行介紹,結合其他電站現場安裝情況,探討了取消大型抽水蓄能電站水泵水輪機導水機構預裝的可行性,供同行參考。

抽水蓄能電站；導水機構；預裝；取消

1 概 述

某大型抽水蓄能電站共安裝6臺單機容量為250 MW的立軸混流可逆式水泵水輪發電機組，水輪機工況額定水頭為259 m，水輪機工況額定流量為110.5 m3/s，額定轉速為300 r/min，額定出力為255 MW,轉輪公稱直徑為4.74 m。導水機構在出廠前進行了預裝驗收并根據預裝數據進行了座環水平及高差打磨。底環把合在座環上，安裝后澆筑在混凝土內成埋入部件，頂蓋為分瓣到貨，吊入機坑后組拼成整體。筆者以該電站水泵水輪機導水機構預裝為例進行了相關說明。

2 導水機構的結構

該抽水蓄能電站水泵水輪機導水機構主要由埋入式底環、20個活動導葉和套筒、分瓣頂蓋以及操作機構(導葉臂、連板、導葉止推壓板、導葉止推板、連接桿、控制環、剪斷銷、圓柱銷、偏心銷、接力器推拉桿)組成。在機坑一側布置了兩個直缸式導葉接力器(一推一拉)控制導葉開關，通過調速器控制導葉開度。按照設備出廠前預裝數據指導現場座環水平和高差打磨，以控制底環和頂蓋的水平、相對高度，保證活動導葉端面間隙和傾斜度。導水機構布置有上、下兩道止漏環密封，下止漏環為階梯式，上止漏環為迷宮式，兩道密封固定部分在轉輪的下環和上冠，活動部分在底環內側和頂蓋下底部。有16根活動部分參與導水機構的預裝，剩余4根布置在機組四個軸線位置，進行導葉軸套的測量。導水機構裝配情況見圖1。

圖1 導水機構裝配圖

3 導水機構預裝

底環按照方位把合在研磨過的座環中及下環面，將底環底部澆筑在混凝土內成一期埋件，將階梯式下止漏環活動部分固定在底環上作為機組絕對中心，再吊裝轉輪，調整轉輪中心和水平，保證下止漏環間隙對點差值小于|0.15 mm|，水平小于0.02 mm/m，此時轉輪為機組中心。將16根導葉穿插在底環下軸套內，組拼成整體的頂蓋按照方位穿過導葉坐落在座環上環面，在頂蓋四周支設千斤頂和百分表調整中心，頂蓋中心按上止漏環間隙確定(間隙對點差值小于|0.15 mm|)，在未安裝導葉的軸套上架設油桶、鋼琴線，配合內徑千分尺和耳機測量導葉上、下軸套同軸度，按同軸度方位偏差周向和軸線調整頂蓋，保證同軸度對點差值小于0.15 mm。將套筒按編號安裝在導葉上，套筒密封不參與安裝，測量安裝套筒的導葉端面間隙，如果端面間隙還存在相同方向的傾斜，說明頂蓋周向還存在偏差，需從間隙小的一側向間隙大的一側旋轉；如果端面間隙存在按兩側對稱同向傾斜，則說明頂蓋中心還存在偏差，需從間隙小的一側向間隙大的一側推移；最后校核導葉的傾斜度、軸套同軸度和上止漏環間隙，如果三者關系不協調，則以導葉傾斜度保證頂蓋周向要求，以止漏環間隙保證頂蓋軸線要求，軸套同軸度為復核值。之后把合頂蓋與座環螺栓，鉆鉸頂蓋與座環定位銷釘。

預裝完成后，拆除頂蓋與座環把合螺栓，吊起頂蓋、套筒，將剩余的活動導葉安裝就位后，再將頂蓋按鉆鉸的銷釘孔安裝就位，最后安裝導葉套筒、導葉臂等剩余導水機構設備。

4 取消導水機構預裝可行性分析

導水機構預裝的主要目的是檢查導水機構各部件的配合情況，以便及時發現問題，提早進行處理；為頂蓋安裝定中心，鉆鉸銷釘定位，解決部件間定位問題；盡量消除制造誤差、運輸過程中不可避免地引起部件變形和底環等埋入件在混凝土澆筑過程的變形，保證工作條件；對于座環不需要加工的機組，在座環安裝、澆筑混凝土后，其水平度無法保證，故需預裝以便及時檢查消缺。但隨著數控機床的普遍應用，加工精度及質量普遍提高，大型蓄能機組座環安裝后，為消除因制造、運輸、焊接和澆筑等因素影響，基本上都采用座環安裝后機械研磨或加工的工藝，以保證底環、頂蓋水平以及導葉端面總間隙。目前國內大型蓄能機組底環安裝后被澆筑在混凝土內成一期埋件，下止漏環安裝在底環上，而機組中心按下止漏環中心確定，底環定位完成即機組中心定位完成。

無論導水機構預裝或安裝，其最終的目標是保證機組同心、導葉不傾斜且活動靈活、不卡阻、導葉端面間隙滿足漏水量設計要求、轉動部分與固定部分間隙均勻且運行不研磨。如果導水機構不參與現場預裝而直接安裝，即導葉全部穿插就位，不按軸套同軸度進行頂蓋定位，而依導葉傾斜度和上止漏環間隙調整頂蓋周向和軸向位置也同樣可滿足預裝目的，各項參數均可滿足設計要求、達到質量標準。取消預裝可以大大縮短安裝直線工期，加快安裝進度并減少資源投入。

5 結 語

經過參建各方研究與討論，在該抽水蓄能電站后3臺機組導水機構安裝過程中，采取了取消預裝而直接安裝的方案進行施工。經過對比，前3臺與后3臺導水機構安裝質量均能滿足設計和規范要求，且后3臺比前3臺的安裝工期單臺縮短至少7 d，人工投入單臺縮減至少40個工日。該電站取消導水機構預裝的實踐，為取消大型抽水蓄能電站水泵水輪導水機構預裝工序提供了工程實例，可供同類工程參考。

(責任編輯：李燕輝)

中國再次成為2016年新增水電裝機容量最多的國家

國際水電協會近日發布報告稱，2016年，全世界水電穩步發展，新增裝機容量31.5吉瓦。其中抽水蓄能新增6.4吉瓦，接近2015年的兩倍。全世界總水電裝機容量達到1 246吉瓦。2016年水電總發電量約為4 102千瓦時，是可再生能源中貢獻最大的。

中國再次成為2016年新增水電裝機容量最多的國家，共11.7吉瓦投入運營，其中3.7吉瓦為抽蓄電站。但其增速也在放緩，2015年中國新增水電裝機19.4吉瓦，而2014年則為21.9吉瓦。水電增長的驅動因素不僅因為電力需求普遍增長，還因為各國力求實現“巴黎協定”規定的碳減排目標所需要的可靠、清潔和價廉的電力能源。抽水蓄能的發展意味著水電在支持能源系統中的作用越來越受到認可，特別是其平衡風能和太陽能等不穩定可再生能源的作用。此外，報告還提到了水電碳足跡報告機制正在推進，以及報告可持續發展績效的工具多樣化這兩方面的趨勢。

2017-04-23

TV7;TV51；TV743；TV735

B

1001-2184(2017)03-0065-02

肖 明(1988-)，男，陜西旬陽人，助理工程師，學士，從事水電站機電設備安裝技術與管理工作.