水輪發(fā)電機機電安裝問題研究

張宜芳

【摘要】作為確保水利水電工程正常運行的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，應(yīng)注重做好水輪發(fā)電機機電安裝環(huán)節(jié)。作為臥式機組的重要類型之一，貫流機組體積大，水頭及轉(zhuǎn)速較低等特點，決定了其在安裝過程中具有一定的難度?；诖?，在水輪發(fā)電機機電安裝中需注重安裝質(zhì)量，控制好安裝難點和要點。本文圍繞貫流機組水輪發(fā)動機，以筆者掌握的安裝理論結(jié)合工作實踐，對水輪發(fā)電機安裝中的要點及問題進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】水輪發(fā)電機；機電安裝；安裝技術(shù)；要點

水輪發(fā)電機組是確保水利發(fā)電得以正常運轉(zhuǎn)的主要設(shè)施，隨著科技發(fā)展，水利水電工程中涌現(xiàn)出一批新設(shè)備及新技術(shù)，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)給水輪發(fā)電機組進(jìn)行安裝，會給水利水電工程帶來更好的社會經(jīng)濟效益。水輪發(fā)電機機電安裝，一方面要做好安裝過程的質(zhì)量管理，另一方面需要及時跟進(jìn)安裝后的定期檢修工作，確保水輪發(fā)電機組充分發(fā)揮其性能[1]。

1 貫流機組式水輪發(fā)電機安裝步驟及流程

1.1 安裝管型座

管型座是貫流式水輪發(fā)電機機組的重要構(gòu)件，是整個機組的安裝基準(zhǔn)，水輪機導(dǎo)水機構(gòu)（內(nèi)、外配水環(huán)）及發(fā)電機的定子都分別把合在管型座的上、下游法蘭上，并以此作為基準(zhǔn)進(jìn)行安裝，所以對管型座的安裝精度要求較高，要注重管型座的安裝質(zhì)量，從整體上保障水輪發(fā)動機能夠在良好的受力條件下工作，提高設(shè)備使用壽命。管型座中心與樁號之間位置上的安裝誤差控制在2mm內(nèi)。

1.2 安裝主軸、軸承

貫流式水輪機和發(fā)電機應(yīng)該使用相同類型的主軸，主軸上要配套水導(dǎo)軸承及組合軸承。水導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)是分塊瓦，要有稀油潤滑，潤滑油采用內(nèi)循環(huán)水冷卻方式。安裝前對受油器有絕緣要求的瓦要進(jìn)行絕緣檢查，對油槽進(jìn)行徹底的清掃，油槽封閉后進(jìn)行注油，使高位油箱和軸承油箱實現(xiàn)了油循環(huán)，以免因停電等事故導(dǎo)致設(shè)備缺乏潤滑而受損。在安裝間內(nèi)完成主軸安裝后，于管型座側(cè)框進(jìn)行架孔及流道調(diào)入，沿著水平方向進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)，借助橋機將大軸緩慢移動到預(yù)定安裝位置。

1.3 安裝轉(zhuǎn)輪

水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)輪安裝前，先要在安裝間內(nèi)解體并組裝轉(zhuǎn)輪，對轉(zhuǎn)輪的工作性能及耐壓性能加以測試，如測試結(jié)果符合安裝要求，再開展吊裝工作[2]。首先，借助吊裝設(shè)備將轉(zhuǎn)輪加以90度翻轉(zhuǎn)，然后將其吊入機坑內(nèi)并聯(lián)接大軸。在轉(zhuǎn)輪配合止口拉入，可以通過采用聯(lián)軸螺栓加以完成，在轉(zhuǎn)輪與聯(lián)軸螺栓之間緊密接觸后，將聯(lián)軸螺栓擰緊，確保橋機松鉤后，轉(zhuǎn)輪和聯(lián)軸螺栓緊密咬合。在完成安裝后，還應(yīng)根據(jù)廠家設(shè)計要求，采用電加熱法拉伸拉直聯(lián)接螺栓，并使用螺栓鎖片加以牢固。

1.4 安裝轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子支架及磁極構(gòu)成，通過螺栓可將磁極安裝于轉(zhuǎn)子支架，這一組裝環(huán)節(jié)較為省力。在進(jìn)行磁極掛裝流程之前，應(yīng)借助絕緣電阻對磁極加以測量，確定磁極的極性和重量，根據(jù)測量結(jié)果開展掛裝工作。完成掛裝后，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)子圓度及其直徑，在這一環(huán)節(jié)，可以通過對磁極墊片和磁極圈加以調(diào)整來實現(xiàn)，需要注意控制其半徑誤差大小。

在完成轉(zhuǎn)子組裝工作后，應(yīng)對其耐壓性進(jìn)行測試，確保其耐壓程度符合設(shè)計及安裝要求。在耐壓測驗完成后，對轉(zhuǎn)子進(jìn)行噴漆，噴漆原料采用汽油或甲苯加以稀釋，噴漆過程中保持勻速，在轉(zhuǎn)子線圈部位可以適度噴厚，而在磁極部位則應(yīng)盡量噴薄[3]。在進(jìn)行轉(zhuǎn)子吊裝時，可通過翻身工具與轉(zhuǎn)子起吊，將其將轉(zhuǎn)子從發(fā)動機坑轉(zhuǎn)移出來，并沿著垂直方向?qū)⑥D(zhuǎn)子吊入機坑內(nèi)，使其連接主軸。

1.5 安裝定子、燈泡頭及其附屬設(shè)備

在定子安裝階段，與轉(zhuǎn)子安裝一樣，也應(yīng)先期進(jìn)行耐壓試驗，確保其耐壓性能符合安裝要求時，才能安裝。安裝方法可以參照轉(zhuǎn)子的安裝方法。定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙數(shù)值應(yīng)控制在8-12點間，確保定子和機組內(nèi)殼的聯(lián)接螺栓緊密咬合。

在燈泡頭的安裝上，應(yīng)先將其吊入流道中，然后通過使用橋機將燈泡頭吊起，平移到定子位置，借助聯(lián)接螺栓將燈泡頭和定子進(jìn)行聯(lián)接處理。安裝人員同樣需要著重將聯(lián)接螺栓加以擰緊，并確保其間隙大小符合安裝規(guī)范。

1.6 后期檢修工作

貫流式水輪發(fā)電機的安裝工作結(jié)束后，需要在完成設(shè)備的二次檢查后再給予使用，檢查的重點內(nèi)容是前期安裝過程中的主要質(zhì)量控制要點，如各部件之間的密實程度，聯(lián)接螺栓的緊固度等，借助這一二次檢查環(huán)節(jié)，彌補安裝中出現(xiàn)的質(zhì)量漏洞，減少設(shè)備投入使用后發(fā)生故障，影響水利水電工程生產(chǎn)的正常發(fā)揮。

水輪發(fā)電機常見的問題之一是發(fā)電機在運行過程中突然停運，造成這一現(xiàn)象的原因多是由于真空斷路器出現(xiàn)斷路或跳閘，從而導(dǎo)致水輪發(fā)電機出現(xiàn)了超負(fù)荷現(xiàn)象，進(jìn)而引起設(shè)備停運。因此，在后期檢修維保緩解，要保障主變低壓側(cè)處于穩(wěn)定的運行環(huán)境中，由于主變低壓側(cè)無法做到對開關(guān)進(jìn)行關(guān)合控制，在開關(guān)開啟后，在運行過程中極易導(dǎo)致儲能機設(shè)備積攢眾多灰塵。因此，后期維保人員應(yīng)采用潤滑脂等原料及時對灰塵加以清理，從而保障水輪發(fā)電機平穩(wěn)安全運行。

2 發(fā)電機組安裝工藝的難點及質(zhì)量要點

貫流式水輪發(fā)電機機電安裝過程中存在的主要安裝難點：一是水輪機和發(fā)電機在向?qū)лS承及組合軸承之間較易產(chǎn)生間隙的變化；二是水輪發(fā)電機在座環(huán)、尾水管、導(dǎo)水設(shè)備吊裝環(huán)節(jié)和焊接部位較易產(chǎn)生變形[4]。要解決這兩個安裝中的難點問題，需要安裝人員要注重做好幾個要點的質(zhì)量控制。

（1）深入研究發(fā)電機軸承間隙問題，開展軸系計算，根據(jù)設(shè)計及安裝要求，控制水輪發(fā)電機部件間的瓦軸間隙，對其繞度大小加以精準(zhǔn)測控。水輪機組中過流部件密封部位的尺寸非常關(guān)鍵，完成安裝后要進(jìn)行滲漏試驗，確保其符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）對水輪機組聯(lián)接螺栓進(jìn)行預(yù)應(yīng)力測試，一方面確保機組固定部位的螺栓穩(wěn)固，另一方面保障機組轉(zhuǎn)動部件部位螺栓得以有效鎖定，使其達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求， 確保機械能夠正常運轉(zhuǎn)。

（3）水輪發(fā)電機機電安裝前、中、后環(huán)節(jié)，要注重對機電設(shè)備中的油孔系統(tǒng)、軸瓦系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)加以及時的潤滑及清洗，提高發(fā)電機機組設(shè)備運行的平穩(wěn)度，使其始終處于最佳的運轉(zhuǎn)環(huán)境中，減少設(shè)備發(fā)生故障的幾率。

（4）在水輪發(fā)電機的主軸被吊入機坑算起，直到水輪發(fā)電機機組正式開始運轉(zhuǎn)，這一過程通常需要一至兩個月。因此，及時做好機電設(shè)備的防腐措施顯得十分必要，著重對機電設(shè)備的軸頸、鏡板等部位進(jìn)行防腐處理。

（5）安裝人員在對水輪發(fā)電機機電中的定子及轉(zhuǎn)子進(jìn)行安裝時，此時通常要在其內(nèi)部開展安裝施工工作，因此，應(yīng)督促安裝人員對安裝操作加以規(guī)范，使安裝流程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，提高責(zé)任意識，嚴(yán)格仔細(xì)，避免出現(xiàn)定子及轉(zhuǎn)子內(nèi)遺留安裝工具或各類零件的現(xiàn)象，以免給設(shè)備運轉(zhuǎn)構(gòu)成損害。

3 結(jié)語

水利水電工程運行環(huán)節(jié)，水輪發(fā)電機組擔(dān)負(fù)著重要的工作任務(wù)，其在保障水輪水電工程正常發(fā)電運轉(zhuǎn)上具有極其重要的地位和作用。水輪發(fā)電機機組能否有效安全運行，又取決于安裝環(huán)節(jié)能夠做到高質(zhì)量。因此，水輪發(fā)電機機組安裝人員要強化安裝質(zhì)量意識，確保各個環(huán)節(jié)的安裝過程符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并做好后期的復(fù)檢和維保工作，從而保障水輪發(fā)電機平穩(wěn)高效運轉(zhuǎn)，為全面發(fā)揮水利工程的經(jīng)濟及社會效益保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王貴清，劉鵬讓.多段結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機組軸系調(diào)整研究及應(yīng)用[J].水力發(fā)電，2011，（5）：67-68+73.

[4] 鐘小華，王元文，楊應(yīng)武等.大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機組安裝[J].水電站機電技術(shù)，2010，33（1）：29-30+34.