王甫洲電廠水輪發(fā)電機(jī)組安裝流程簡介

□關(guān)綱要 任明喜

漢江王甫洲水電站位于湖北省漢江中游，上距丹江水電廠30km。電站由長江委設(shè)計(jì)院勘測設(shè)計(jì)，湖北省漢江開發(fā)有限責(zé)任公司開發(fā)，葛洲壩安裝公司負(fù)責(zé)安裝。該電站總裝機(jī)容量為109MW，裝有四臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組，單機(jī)容量27.25MW。四臺(tái)機(jī)組全部是從奧地利依林公司引進(jìn)的成套設(shè)備，其中水輪機(jī)由ANDRITZ公司分包制造。王甫洲水電站主體工程于1997年3月18日開始施工，1998年8月10日1號(hào)埋設(shè)件安裝，11月12日開始安裝主機(jī)設(shè)備，2000年4月29號(hào)首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，12月底另外三臺(tái)機(jī)組相繼投產(chǎn)發(fā)電。

一、水輪機(jī)主要部件安裝

（一）水輪機(jī)安裝

水輪機(jī)的主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見下表：

（二）水輪機(jī)主要特點(diǎn)

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片有4個(gè)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由外、內(nèi)配水環(huán)和活動(dòng)導(dǎo)水葉、拐臂直桿及控制環(huán)組成。外配水環(huán)為4 瓣，內(nèi)配水環(huán)整體制造共有16個(gè)活動(dòng)導(dǎo)水葉，導(dǎo)葉與水輪機(jī)主軸軸線的夾角為60°，圓錐形布置。導(dǎo)葉卡阻采用彈簧連桿保護(hù)，連桿壓縮后進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。該機(jī)組為單軸結(jié)構(gòu)，與發(fā)電機(jī)直接連接，主軸為空心結(jié)構(gòu)。控制環(huán)上設(shè)有重錘裝置，其重量為17t，當(dāng)油壓裝置出現(xiàn)事故，低油或低油位時(shí)，利用重錘的重量自動(dòng)關(guān)閉導(dǎo)水葉。配水器重量為130t。

（三）水輪機(jī)主要部件的組裝

1.管型座、壁環(huán)和內(nèi)錐體安裝。管形座是整個(gè)燈泡貫流式機(jī)組的基礎(chǔ)，分別由內(nèi)外管形座、上部豎井和下部豎井構(gòu)成，其中上、下豎井為主要受力部件。內(nèi)管座分泡體的上下兩部分。首先安裝的是下支柱。先為下支柱安裝支架，并預(yù)備液壓千斤頂。還要安裝4 套管型座支架，并把它焊接在一起。提供間距管，作調(diào)整各部件之用。在管型座下部與上部安裝吊具。先將下支柱吊入，調(diào)整好體高中心，支撐并固定。接著吊入下泡體，與下支柱用螺栓進(jìn)行連接。在連接過程中要支撐起下泡體，并用間距管盡可能調(diào)整至精確位置。接著將上泡體就位，與下泡體螺栓連接。上泡體連接好后，將上支柱就位，與上泡體螺栓連接。為支撐下部四分之一壁環(huán)，在泡體上焊接支架，將下部四分之一壁環(huán)就位，并支撐。將安有支撐蓋板的內(nèi)錐體就位，與泡體用螺栓連接，并用間距管將下部四分之一壁環(huán)支撐住。將壁環(huán)兩側(cè)就位，用螺栓和銷釘連接，相對(duì)內(nèi)錐體進(jìn)行調(diào)整和支撐。接著將上部四分之一壁環(huán)就位，用螺栓和銷釘連接，安裝支撐和間距管。調(diào)整完后，將下支柱與安裝支撐焊接一起。待澆混凝土后，現(xiàn)場焊接各壁環(huán)間的安裝縫及焊接壁環(huán)與上、下支柱間的連接縫。另外在澆混凝土?xí)r下支柱應(yīng)和發(fā)電機(jī)支座一起澆筑，上支柱應(yīng)和發(fā)電機(jī)倉蓋一起澆筑。

2.轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪室和漿葉組裝。安裝帶進(jìn)人孔蓋的下部轉(zhuǎn)輪室時(shí)，發(fā)電機(jī)側(cè)用螺栓與導(dǎo)葉相聯(lián)，尾水管側(cè)支撐住。卸去主軸端轉(zhuǎn)輪體的運(yùn)輸蓋板，拆掉運(yùn)輸滑軌，堵塞平衡環(huán)上的四個(gè)螺紋孔，安裝轉(zhuǎn)輪體上的中間環(huán)和供油管。將四根帶有螺紋的錐銷交叉插入聯(lián)結(jié)螺栓孔中，這些錐銷用來導(dǎo)向并連接水輪機(jī)軸和轉(zhuǎn)輪體。降低不帶漿葉與滑軌的轉(zhuǎn)輪體。把轉(zhuǎn)輪小心靠近主軸，使錐銷與主軸上的相應(yīng)螺紋孔對(duì)正。把錐銷插入孔中，擰緊錐銷螺母，使轉(zhuǎn)輪體與主軸栓緊，并注意供油管應(yīng)與主軸上的相應(yīng)孔對(duì)正。作完上述工作后，將所有蓋板和起吊裝置拆掉。用已裝好的專用起吊裝置安裝漿葉。吊起漿葉時(shí)，使之成垂直狀態(tài)將漿葉插入安裝。泄水錐由兩部分組成。泄水錐1 已在工廠安裝好。泄水錐2 通過安裝卡環(huán)就位，并與泄水錐1 螺栓連接。返回螺桿的過套處要在正確位置進(jìn)行安裝。返回桿裝好后，泄水錐蓋板才可安裝。

二、發(fā)電機(jī)部件安裝

（一）發(fā)電機(jī)主要規(guī)范

（二）安裝中的主要特點(diǎn)

機(jī)組的支承方式為主支撐管形座輔助支撐燈泡頭水平浮動(dòng)支撐，轉(zhuǎn)軸部分采用雙點(diǎn)懸臂結(jié)構(gòu)。軸承由水導(dǎo)軸承和組合軸承組成。其中組合軸承包括正推、反推和發(fā)導(dǎo)軸承。水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)共用一條大軸。徑向軸承為圓筒結(jié)構(gòu)，推力瓦及徑向軸承不需進(jìn)行研刮，軸承安裝在錐形的軸承支架上，與管形座上游法蘭連接。定子繞組連接方式為單支路星形連接支承方式。定子直徑為7 300mm，定子長度為2 650mm，定子重量為90.8t，轉(zhuǎn)子重量為92t，發(fā)電機(jī)總重約254t。

（三）發(fā)電機(jī)的安裝

1.轉(zhuǎn)子組裝。轉(zhuǎn)子的輪輻和輪環(huán)為整體運(yùn)輸。轉(zhuǎn)子輪環(huán)要平放在地板上。制動(dòng)環(huán)應(yīng)朝上，以便配線。磁極組裝前應(yīng)先測量每只磁極的絕緣電阻，然后用專用吊具（起重帶）吊裝磁極。磁極用螺栓固定在輪環(huán)上，并按磁極號(hào)碼連結(jié)磁極接頭、阻尼環(huán)和磁引線，然后測量其絕緣電阻、阻抗和耐壓試驗(yàn)。合格后，再拆卸4只磁極，安裝轉(zhuǎn)子起重裝置，并準(zhǔn)備將轉(zhuǎn)子吊入機(jī)坑。事先檢查好水輪機(jī)法蘭，通過裝在法蘭上的一只專用導(dǎo)向螺栓進(jìn)行組裝，在螺栓擰入法蘭之前要抹潤滑脂。為了在法蘭分布負(fù)荷，法蘭上均布有固定螺釘。水輪機(jī)法蘭和轉(zhuǎn)子法蘭的孔是用樣板予鉆打的?？讖竭_(dá)到要求后，用磨孔裝置磨光。接著組裝剩下的4只磁極，4只磁極安裝完畢后，再作一次電氣試驗(yàn)。

2.定子組裝。在定子裝入機(jī)坑前，要為定子做高壓試驗(yàn)。將定子加熱至表面沒有潮氣后，再測量絕緣電阻值和絕緣時(shí)間常數(shù)，還要進(jìn)行規(guī)定的AC耐壓試驗(yàn)。在定子機(jī)座上安裝起重裝置。將定子吊起并翻身，在清掃后方可落下操作。注意，必須放好橡膠密封條，并使用橡膠液體粘附劑，分別在不同位置的法蘭槽內(nèi)和橡膠密封條上抹若干點(diǎn)，等到液膜變干后，將橡膠密封條塞入槽中粘附就位，然后再在橡膠密封條上抹一些牛脂白鉛混合物。定子套入轉(zhuǎn)子時(shí)要特別仔細(xì)，套入過程在氣隙中用絕緣條作保護(hù)。到位后，插入螺栓稍稍擰緊，然后用千斤頂調(diào)整定子以達(dá)到氣隙正確。完成后在管形座的擋塊與定子法蘭之間的縫隙塞入楔形墊隙片。最后擰緊所有螺拴，松開橋機(jī)。在銷釘鉸孔前必須校核一遍氣隙。用定子鉆鉸裝置和磁力角度鉆機(jī)鉸合縫銷孔，并打入銷釘。

3.燈泡頭與冷卻套組裝。發(fā)電機(jī)泡頭須在現(xiàn)場焊接好，在泡頭法蘭的設(shè)計(jì)位置組裝8只制動(dòng)器，組合好后。吊入機(jī)抗，并放入在上游的流道內(nèi)。接著組裝泡頭內(nèi)的支架和部分蓋板。待轉(zhuǎn)子、定子吊裝完后再吊裝。吊裝前必須放好橡膠密封條保證其不致移動(dòng)脫落，并使用橡膠液體粘附劑，當(dāng)液膜變干后，將橡膠密封條塞入槽中粘附就位，再由橋機(jī)主色吊吊住泡頭移向定子法蘭，插入螺栓并打緊。

三、監(jiān)控系統(tǒng)的安裝

全套監(jiān)控系統(tǒng)由依林公司提供，監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)地計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)控計(jì)算機(jī)，中控室和現(xiàn)地均可對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作。中控室有兩個(gè)操作工作站，有一臺(tái)遠(yuǎn)方終端單元RTU，用于公用設(shè)備數(shù)據(jù)接口，四臺(tái)現(xiàn)地控制單元LCU，分別用于每臺(tái)機(jī)組數(shù)據(jù)接口及機(jī)組控制。

四、結(jié)語

王甫洲水力發(fā)電有限責(zé)任公司過去從未接觸過燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的開發(fā)，而且葛洲壩安裝公司也未進(jìn)行過此類機(jī)組的安裝。王甫洲水電站機(jī)組當(dāng)時(shí)是我國最大的燈泡貫流式機(jī)組，并且是奧地利進(jìn)口的，安裝難度大，安裝工期也極為緊張，但王甫洲公司和安裝單位大膽探索創(chuàng)新，不局限于過去的經(jīng)驗(yàn)，立足于現(xiàn)有設(shè)備，化繁為簡，有效地加快了機(jī)組的安裝進(jìn)度，為大型貫流式機(jī)組的安裝提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。