水輪發電機組本體設備安裝工藝流程及注意事項

曹 建

（葛洲壩機電建設有限公司，四川 成都 610000）

水輪發電機組本體設備安裝工藝流程及注意事項

曹 建

（葛洲壩機電建設有限公司，四川 成都 610000）

水輪發電機組本體設備具有安裝難度大、安裝精度高、安裝工藝復雜等特點，發電機組本體設備的安裝質量直接影響著發電的可靠性和安全性，對發電效率也有著比較大的影響。為了保證水輪發電機組的質量，需要做好水輪發電機組本體設備的安裝工作。文章以實際工程為例，對水輪發電機本體設備安裝工藝進行了探討。

水輪發電機組；設備安裝；軸承座安裝；軸系調整；發電效率

1 工程概況

某水輪發電廠水輪發電機組本體設備為單軸四缸四排汽凝式汽式水輪機，水輪機無調節級可以直接進入到節流調節，發電機轉子和氣缸各軸之間使用剛性連接，為串級復合設計，主要由一個中壓缸、一個高壓缸、兩個雙分流低壓缸構成，其中中壓汽缸和高壓汽缸設計為整體化模塊，高壓缸采用單流式設計，主要由圓桶型外缸和導葉環構成的雙層汽缸，使用兩個橫向布置的截止控制閥將主蒸汽聯合導入到高壓缸中，中壓缸為雙流式，主要由帶有水平中分面的外缸和內缸構成，然后利用兩個截止控制閥將熱蒸汽聯合導入到水輪機的中部，低壓缸設計使用水平中分多層汽缸，在現場將下半外缸組合焊接好以后利用軸向兩端的支撐導向系統在選后軸承座上進行懸掛，并將凝汽器喉部和下半外缸底部進行剛性連接。設計低壓內缸為軸向平分的雙層結構，缸體的重量利用軸承兩端支撐臂來進行承擔，在支撐臂的兩端預留出一定的膨脹間隙，水輪機設計為單軸承系統，一共設計了五個落地式軸承，在兩個汽缸之間均設置了一個軸承，其中高壓缸后軸承為徑向推力聯合軸承，不僅便于調整整個軸承系統，同時也可以降低基礎變形對運行穩定性、軸承應力、軸徑彎曲應力造成的影響。

2 安裝難點

在安裝水輪發電機本體的過程當中需要在常溫環境下進行，因為氣輪發電機在運轉過程中是通過蒸汽作為動力將發電機帶動起來發電的，在進行安裝水輪發電機組本體的過程當中，需要進行高精度的安裝，這是由于其設備的制造精度比較高，安裝的過程比較復雜，同時在安裝的過程中也要將設備的熱脹冷縮考慮進去。

3 安裝工藝

3.1 制作基礎錨固件及安裝地腳螺栓

在制作金屬錨固件的過程當中需要根據具體設計進行，西門子公司基礎錨固件的設計要求非常高，對于基礎錨固件的每一個零件的精度要求都很高，其對精度的要求要在±3mm之內。在進行基礎錨固件的制作過程當中，首先要用五個支撐框架來制作槽鋼，在軸承座基礎的上方進行建設，在下層基礎上固定時需要將兩側的支撐腿固定起來，在進行具體的精度調整時需要將錨固件掛在支撐架上，在支撐架上進行精度調整，確保所做出來的基礎錨固件能夠符合工藝標準。

在進行地腳螺栓的安裝的過程當中，需要根據地腳螺栓的類型進行安裝，但是兩種類型的地腳螺栓都需要在軸承座安裝好之后才能進行安裝，將螺栓套上塑料墊圈之后放入錨固件之內就算完成了地腳螺栓的安裝，在安裝好球形螺母地腳螺栓的過程之后，需要在其中進行螺栓的旋入，將螺栓底部與灰漿聯系起來，此時球形螺母與錐形墊圈已聯系了起來，在進行錘頭式地腳螺栓的安裝之前，要將一層塑料薄膜裹在錘頭式地腳螺栓外表面，再將其旋轉90°后再進行固定。

3.2 安裝軸承座

軸承座剛性安裝在基礎上，除了支撐轉子外，它們也支撐和引導汽缸，并作為低壓軸封套的緊固點。按建筑網格線確定的基礎中心線位置，用鋼絲拉一條貫穿水輪發電機基礎的縱向中心線，并在各軸承座基礎的橫向中心處拉上橫向中心線。用內徑千分尺在軸承座兩端油擋洼窩處，測量并調整各軸承座橫向中心，左右偏差小于±0.05mm；使用合像水平儀測量并調整各軸承座水平，要求縱向水平保持一致，橫向水平不大于0.1mm。

軸承座的作用不僅能夠支撐轉子還能夠對氣缸進行支撐和引導，對低壓軸封套也能起到緊固的作用。在進行軸承座的安裝過程當中，要畫好橫向中心線，選基礎中心線位置的時候需要按照建筑網格線確定辦法來進行，在軸承座的縱向中心線上拉上一條鋼絲，對于橫向中心來說其內部可能會有油擋洼窩，因此需要用千分尺進行測量，保證其誤差在±0.05mm之內，對于軸承座的水平方向也要進行檢測，保證軸承座安裝水平，確保其誤差在0.1mm之內。

在進行軸承座的開檔尺寸確定的過程當中，要按照圖紙的要求來進行，保證其中縱向距離的誤差在±1mm之內。

在進行軸承座水平面的標高的過程當中，需要使用專業的測量平臺來進行，由于用來對軸承座進行標高的儀器的精度都是比較高的，所以搭建專業的測量平臺是很必要的，在標高的過程當中需要將軸承座的底座的螺栓進行調整。在用#5號軸承座作為絕對標高的相對零位置時，需要保證其誤差不會超過±2mm，如表1所示為軸承座標高數據：

表1 軸承座標高數據表

當軸承座的標高工作完成后在進行相應的調整的時候，其標高也不會發生變化，中心位置和水平位置也有了固定的位置。

在完成了軸承座的標高工作之后，需要對其進行二次灌漿，在灌漿的過程中軸承座也會保持原有的各項尺寸，不會發生改變，在灌漿工作完成之后需要將其保持1d再進行之后的工作，將軸承座上的地腳螺栓或使用專用工具扳手來進行擰緊。

在軸承座的安裝過程當中，需要注意施工的精度，控制好安裝的精度，才能保證軸承座的安裝符合工藝標準，在進行軸承座的安裝過程當中把軸承座內的零件剛性地固定在其中，在進行適當的調整之后，進行二次灌漿，這就意味著軸承座的安裝完成之后對其不能再進行調整，這種設計方法的好處就在于機器在運轉的過程當中保持較高的穩定性，使用的過程非常方便快捷、省時省力。

3.3 安裝導水機構

在安裝導水機構時，先將底環、底環墊環、座環側面密封、筒閥下密封、導葉下端密封安裝好，在安裝之前要先清掃干凈密封槽，保證密封安裝到位，然后利用專用吊環和橋基將預裝過的導葉吊裝到位，然后再將另外一個吊裝到位。安裝過中根據設計插入到對應底環的軸套中。需要注意的是，在插入導葉時，注意不要漏裝密封圈，導葉吊裝到設計位置后，將做環和頂蓋的密封安裝好，按照預裝時的方位將筒閥吊裝到設計位置，將銷釘打入后，對稱把緊座環和頂蓋螺桿，清理干凈控制環和頂蓋的接觸位置，要求檢查抗磨板螺釘不超出抗磨板，按照正確方位將吊起環放置到頂蓋上，清理干凈導葉中上套筒，然后根據編號吊入到頂蓋對應的孔中。需要注意的是，要根據設計圖將內外密封圈安裝好，然后使用凡士林涂抹到密封圈上，清理干凈止推環和導葉臂，將毛刺去除后根據編號安裝到位，然后將分瓣銷裝入，通過對導葉改上的頂絲進行調整達到導葉端面間隙分配的目的，直至葉端面間隙達到設計要求，導葉可以靈活轉動后為止。打進分瓣銷后，要求檢查導葉端面沉入到導葉臂。導葉立面間隙調整好后使用導葉鋼絲繩綁緊，將控制環放到全關位置并進行臨時固定，使用連板、連接板將控制環和導葉臂連接到一起，然后對偏心銷中心角度進行調整，連接過程中，要保證連板、連接板、導葉臂和控制環連接位置的水平度，如果達不到要求需要在廠商指導下進行處理。

3.4 調整軸系

為了使軸承支撐變得更加穩定，需要對三軸承水輪機的軸系進行調整，軸承的分配和搭配是非常重要的，使用合適的搭配方式能夠有效地增加其穩定性以及應對應力的能力，該機主內的水輪機是三軸承的，其中采用單軸承支撐的是汽缸轉子。

高壓缸和轉子是通過2個軸承進行支撐的，中壓缸是通過由1個軸承進行一端支撐，另一端是通過輔助軸承實現支撐的，因此三軸承水輪機軸系在安裝的過程當中比較簡單，圖1為水輪機軸系找正示意圖。轉子的凹凸配合間隙在0.02～0.03mm之間，2個轉子的兩端面之間的間隙大約為3mm。

圖1 水輪機軸系找正示意圖

3.5 安裝補氣裝置

嚴格按照設計要求安裝補氣管，需要注意在安裝補氣管各段時，要對中心進行調整，使在滑環軸上使用的螺栓固定好閥板。在進行吊裝時要避免對密封造成損傷，并根據設計要求安裝導頂罩上，利用螺栓擰緊，在安裝蓋板之前，要先清掃閥體，然后對閥體動作的靈活性和密封性進行檢測，并使用橋機吊入到閥座內，將閥體和閥罩圓筒之間的間隙調整均勻，然后使用螺栓把緊，將蓋板安裝好，最后將補氣管路和主空心排水管安裝好。

4 結語

綜上所述，該發電站在安裝水輪發電機組本體設備時，使用模塊化設計的方法對整套機組進設計，布局合理，結構緊湊，簡化了安裝流程。在設備安裝過程中，為工作人員提供了詳細的安裝說明書，并配備了先進的施工設備，提升了設備安裝精度和安裝質量，為類似工程積累了參考經驗。

[1]電力建設施工技術規范第3部分：水輪發電機組（DL5190.3-2012）[S]．2012.

[2]機械設備安裝工程施工及驗收通用規范（GB50231-2013）[S]．2013.

[3]趙永智．加強水輪發電機組的安裝管理有效降低對機組振動的影響[J]．石油化工建設，2010，（6）.

[4]劉磊，劉春梅．1000MW水輪發電機組安裝施工的新工序[J]．華中電力，2008，（1）.

（責任編輯：秦遜玉）

TM311

1009-2374（2017）12-0227-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.116

曹建（1975-），男，湖北孝感人，葛洲壩機電建設有限公司高級技師，研究方向：機電設備安裝。

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