水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)

王 雷

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040）

水電站的運(yùn)行效率和效益事關(guān)國(guó)家水電事業(yè)的發(fā)展。我國(guó)各種規(guī)模的水電站項(xiàng)目數(shù)量逐年增多，為國(guó)家創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 安裝水輪發(fā)電機(jī)組的所需條件與注意要點(diǎn)

首先，任何水電站的水輪發(fā)電機(jī)組安裝中，技術(shù)人員應(yīng)具備基本的安裝資質(zhì)，且在安裝作業(yè)進(jìn)行時(shí)要遵守相應(yīng)的安裝規(guī)范。為了保證安裝周期內(nèi)完成安裝任務(wù)，企業(yè)需給配備足夠多數(shù)量和高素質(zhì)的安裝人員。其次，水輪發(fā)電機(jī)組的安裝質(zhì)量會(huì)受到機(jī)組設(shè)備和性能的影響，在正式安裝作業(yè)前應(yīng)安排專(zhuān)業(yè)人員全面檢查水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)備規(guī)格和性能等，保障各個(gè)細(xì)節(jié)的安裝規(guī)范性[1]。再次，因?yàn)樗啺l(fā)電機(jī)組安裝的周期相對(duì)較長(zhǎng)，安裝企業(yè)應(yīng)同步結(jié)合安裝任務(wù)、規(guī)范以及要求制定對(duì)應(yīng)的供應(yīng)計(jì)劃、進(jìn)度計(jì)劃以及施工組織設(shè)計(jì)。最后，水輪發(fā)電機(jī)組安裝運(yùn)行對(duì)環(huán)境有著極高的要求，施工企業(yè)應(yīng)給安裝作業(yè)提供良好的環(huán)境條件。

2 水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)

市場(chǎng)上的水輪發(fā)電機(jī)組種類(lèi)越來(lái)越多。不同的水輪發(fā)電機(jī)組具有不同的安裝技術(shù)規(guī)范和流程。以混流式水輪發(fā)電機(jī)組為例，它的安裝流程如圖1所示。

圖1 混流式水輪發(fā)電機(jī)組安裝工序流程圖

2.1 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝

由圖2可知，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是水輪發(fā)電機(jī)組的重要構(gòu)成部分。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中包含了底環(huán)、導(dǎo)葉、頂蓋、導(dǎo)葉套筒、拐臂以及連桿等多個(gè)部件。這些部件中，底環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒以及頂蓋均是預(yù)制部件。

圖2 水輪機(jī)基本結(jié)構(gòu)

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝作業(yè)時(shí)，先將座環(huán)上下法蘭面和螺孔中的雜物清理干凈，借助水準(zhǔn)儀和水平儀檢查座環(huán)上下平面高程和水平度是否符合安裝標(biāo)準(zhǔn)。安裝技術(shù)應(yīng)用時(shí)，將分瓣底環(huán)組圓，精準(zhǔn)測(cè)量止漏環(huán)圓度。將底環(huán)吊裝到座環(huán)上進(jìn)入安裝作業(yè)環(huán)節(jié)，間隔一個(gè)螺孔穿入半數(shù)螺栓。機(jī)坑孔口掛設(shè)鋼琴線(xiàn)和線(xiàn)錘，將該線(xiàn)錘放到油桶內(nèi)，以座環(huán)中心為基準(zhǔn)，完成相應(yīng)的測(cè)量工作，精準(zhǔn)定位底環(huán)中心[2]。

2.2 轉(zhuǎn)輪與主軸安裝

轉(zhuǎn)輪安裝作業(yè)中，在特定的安裝位置，首先規(guī)范組裝轉(zhuǎn)輪與主軸，將轉(zhuǎn)輪置于水平木墊板上，利用專(zhuān)門(mén)的清理劑清理各個(gè)部位，避免灰塵等雜物影響安裝質(zhì)量。其次，借助橋機(jī)吊立主軸，當(dāng)主軸被吊裝到轉(zhuǎn)輪法蘭后，再依據(jù)相應(yīng)的規(guī)范完成組裝作業(yè)。最后，安裝端面定位銷(xiāo)。將各個(gè)雙頭螺栓依次按照相應(yīng)要求擰進(jìn)轉(zhuǎn)輪螺孔，利用專(zhuān)用液壓拉伸器拉伸連軸螺栓，并將其伸長(zhǎng)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，隨后擰緊此處的螺母。在補(bǔ)氣管和相關(guān)附件的安裝作業(yè)中，同樣應(yīng)遵守相應(yīng)的安裝規(guī)范[3]。

2.3 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝作業(yè)中，首先在底環(huán)下環(huán)部位安裝專(zhuān)有密封條，根據(jù)安裝要求打入銷(xiāo)釘定位，安裝該部位對(duì)應(yīng)的螺栓并遵循對(duì)稱(chēng)性要求。底環(huán)導(dǎo)葉孔中安裝配套軸套，將一定量的潤(rùn)滑油涂抹在導(dǎo)葉軸頸和孔軸套上，依據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的安裝需求，將導(dǎo)葉吊裝到底環(huán)位置，并在底環(huán)上安裝對(duì)應(yīng)的頂蓋密封條，吊裝頂蓋到底環(huán)上就位，打入定位銷(xiāo)后緊固螺栓。

2.4 定子安裝

水輪發(fā)電機(jī)組的定子安裝極為重要。后續(xù)投入使用后的一些運(yùn)行問(wèn)題，由定子安裝不當(dāng)造成。因此，定子安裝作業(yè)中，專(zhuān)業(yè)的安裝人員應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)陌惭b技術(shù)，遵守安裝規(guī)范，利用橋機(jī)完成定子的組裝和吊裝作業(yè)。安裝作業(yè)的同時(shí)，要做好機(jī)座組圓、鐵心疊裝壓緊以及繞組嵌裝與試驗(yàn)工作，檢查組裝質(zhì)量、鐵心鐵損試驗(yàn)以及繞組耐壓試驗(yàn)等是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)符合安裝規(guī)范后，進(jìn)行定子專(zhuān)用吊具的安裝作業(yè)，隨后連接吊具與橋機(jī)雙吊鉤。檢查不存在任何異常后，將定子吊入機(jī)坑內(nèi)，以開(kāi)展相應(yīng)的安裝作業(yè)。

2.5 下機(jī)架安裝

下機(jī)架安裝作業(yè)中，支臂在現(xiàn)場(chǎng)完成相應(yīng)的組裝和焊接，待焊接質(zhì)量合格后將其吊入機(jī)坑內(nèi)進(jìn)入預(yù)裝環(huán)節(jié)，掛設(shè)鋼琴線(xiàn)。以水輪機(jī)底環(huán)軸線(xiàn)為安裝參考，根據(jù)水輪機(jī)組的運(yùn)行安裝規(guī)范，有效確定機(jī)架高程、水平以及中心位置等各個(gè)參數(shù)，并擰緊全部的螺栓[4]。無(wú)論是高程還是水平度偏差值，均應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi)。澆筑基礎(chǔ)板二期混凝土，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后打入定位銷(xiāo)。在制動(dòng)器和環(huán)管安裝合格后，將下架機(jī)吊出基坑，完成全部的安裝作業(yè)。

2.6 轉(zhuǎn)子安裝

水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子中包含主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛以及磁極。在轉(zhuǎn)子安裝作業(yè)中，先進(jìn)行各個(gè)部件的組裝。當(dāng)各個(gè)部件組裝合格且達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，檢驗(yàn)機(jī)坑能否符合吊裝規(guī)范。安裝轉(zhuǎn)子專(zhuān)用吊具，連接橋機(jī)雙吊鉤，與其他各個(gè)部門(mén)相互協(xié)商，確定最佳的吊裝方案。轉(zhuǎn)子安裝時(shí)，首先將轉(zhuǎn)子吊離地面1 m，隨后清洗轉(zhuǎn)子中的螺栓孔等部件，做好部件的毛刺和凸起處理，隨后將轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑內(nèi)。當(dāng)?shù)跞氲蕉ㄗ游恢脮r(shí)，在定子轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)布設(shè)木板，以避免安裝作業(yè)中磁極與定子之間出現(xiàn)嚴(yán)重的碰撞。

2.7 上位架吊裝

當(dāng)組裝和焊接作業(yè)完成并檢驗(yàn)合格后，將上機(jī)架支臂利用專(zhuān)門(mén)的吊裝工具吊入到定子機(jī)座來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的預(yù)裝作業(yè)，掛設(shè)鋼琴線(xiàn)。將前期所確定的水輪發(fā)電機(jī)組底環(huán)作為基準(zhǔn)，上導(dǎo)軸乘坐圈內(nèi)徑找正作為上機(jī)架中心，最終確定機(jī)架高程、水平和中心位置，并將這些參數(shù)偏差與實(shí)際安裝要求保持一致[5]。水平和高程調(diào)整同樣是上機(jī)架安裝中的重要環(huán)節(jié)。相關(guān)人員在開(kāi)展安裝作業(yè)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)安裝規(guī)范將水平度偏差和高程偏差控制在合理范圍內(nèi)。只有安裝標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)足實(shí)際需求后，方可進(jìn)入后續(xù)的安裝作業(yè)環(huán)節(jié)。

3 結(jié)語(yǔ)

水輪發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成復(fù)雜，對(duì)安裝的技術(shù)要求較高。任何水電站在運(yùn)行過(guò)程中都應(yīng)該根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的配備需求，做好機(jī)組各個(gè)環(huán)節(jié)的安裝作業(yè)。在每個(gè)安裝環(huán)節(jié)都選擇最恰當(dāng)?shù)陌惭b技術(shù)，遵循特定的安裝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高水輪發(fā)電機(jī)組的安裝質(zhì)量，從而保持水電站中水輪發(fā)電機(jī)組可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。