水電站導水機構(gòu)安裝方法分析

肖麗華++廖瑾

摘 要：根據(jù)糯扎渡水電站水輪機導水機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、設計特點，以及該系統(tǒng)在安裝過程中出現(xiàn)的問題及處理措施，簡述對導水機構(gòu)安裝工序、質(zhì)量控制要求及技術控制措施，并對關鍵工序的技術要點作了詳細論述，為后續(xù)機組的設計加工以及施工提供借鑒。糯扎渡水電站導水機構(gòu)主要由下止漏環(huán)、底環(huán)、導葉、頂蓋、控制環(huán)、筒閥及相關附件組成。下止漏環(huán)在工地進行定位、加工；頂蓋分為4瓣，工地進行組裝；筒閥分為2瓣工地組圓后與頂蓋一起調(diào)整并吊入水機室導水機構(gòu)預裝工作完成。

關鍵詞： 導水機構(gòu) 安裝工序 止漏環(huán) 底環(huán) 導葉

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

導水機構(gòu)主要由下止漏環(huán)、底環(huán)、活動導葉、頂蓋、導葉拐臂及連桿、控制環(huán)等組成，其中，下止漏環(huán)已在座環(huán)加工中安裝就位。導水機構(gòu)共有24個活動導葉，頂蓋與底環(huán)均為4瓣，控制環(huán)為2瓣，均在工地組圓后吊裝，其中頂蓋裝配后總重約250t，底環(huán)裝配后總重約51t。筒閥為兩瓣結(jié)構(gòu)，組裝后總重約77t，筒閥在工地組焊成整圓后與頂蓋裝配，導水機構(gòu)已和頂蓋一起吊入水機室預裝完成，然后進行導水機構(gòu)安裝工作。

2 安裝方法及工藝措施

導水機構(gòu)和頂蓋吊入水機室預安裝完成后，各項調(diào)整檢查以合格，然后進行各個部件的安裝。

2.1 底環(huán)、頂蓋銷釘孔鉆鉸

（1）按圖紙要求對稱均布鉆鉸8個φ50mm頂蓋定位錐銷孔，另16 個錐銷孔待導水機構(gòu)正式安裝后再進行鉆鉸。鉆鉸后預裝錐銷，其應滿足設計要求。

（2）用液壓拉伸器松開頂蓋與座環(huán)的把合螺栓和銷釘，緩緩、平穩(wěn)、水平地將頂蓋吊出。吊出全部預裝導葉，按照圖紙要求鉆鉸96個φ40mm底環(huán)與座環(huán)的定位銷孔。鉆鉸完成后松開底環(huán)與座環(huán)把合螺栓，取出底環(huán)與座環(huán)組合縫處的斜鍥，吊出底環(huán)，將底環(huán)座環(huán)板上的機加工鐵屑及座環(huán)排水盒內(nèi)的鐵屑清理干凈，至此，導水機構(gòu)預裝完成。

2.2 底環(huán)及筒閥下密封安裝

（1）安裝底環(huán)24個導葉軸套底部密封條并涂膠粘接牢靠。

（2）吊起底環(huán)并調(diào)平，平穩(wěn)地吊入機坑，在底環(huán)降落至底環(huán)座環(huán)板約10mm左右時，在每個導葉軸孔穿入1個φ40定位錐銷，使底環(huán)落到預裝位置。檢查錐銷安裝到位后，安裝其余錐銷并打緊，錐銷安裝時表面涂抹少許凡士林。安裝墊圈和M64把合螺栓，螺栓安裝時涂螺紋鎖固膠，然后用扭矩扳手按要求對稱把緊，螺栓預緊扭矩為702kN，按50%、100%分兩次擰緊。

（3）安裝底環(huán)與座環(huán)之間的密封。安裝時先裝配墊塊，然后安裝φ25 耐油橡皮條，橡皮條粘接時，切口應平整并粘接牢固，安裝時涂抹凡士林；最后安裝筒閥下密封及壓板和把合螺栓，螺栓安裝時涂抹螺紋鎖固膠，用扭矩扳手按設計要求扭矩把緊。按照設計要求對壓板的螺栓孔和縫隙處填上環(huán)氧樹脂。

2.3 活動導葉吊裝

（1）對號吊裝導葉，導葉吊裝時應保證導葉在垂直狀態(tài)，將導葉平穩(wěn)插入導葉軸孔。導葉進入軸孔時若出現(xiàn)卡阻，不得強行落下導葉，應分析卡阻原因，處理后方可落下導葉。在導葉未全部落到底環(huán)上時，用人力轉(zhuǎn)動導葉，檢查導葉動作是否靈活。導葉插入軸套后，旋轉(zhuǎn)導葉接近全關位置。

（2）根據(jù)底環(huán)周向?qū)崪y高程的高低與導葉的長短相錯的原則，利用導葉吊裝工具將全部導葉按照導葉全關的位置吊入底環(huán)的導葉孔中。在導葉吊入下軸套孔前，應將下軸套均勻涂上凡士林。每吊入一個導葉應檢查導葉下端（大小及小頭）與底環(huán)的抗磨板間間隙應為零。

（3）按圖紙要求安裝導葉軸徑中密封，在密封外緣涂抹凡士林，進行頂蓋吊裝準備。

2.4 轉(zhuǎn)輪、主軸吊裝

將在安裝間組裝完成的水輪機主軸及轉(zhuǎn)輪整體吊入機坑內(nèi)，并在基礎環(huán)位置用楔子板調(diào)平。

2.5 頂蓋安裝

（1）制作堵板將頂蓋的4個平壓管上口臨時封堵，防止異物掉入轉(zhuǎn)輪上冠。

（2）安裝筒閥上密封。

（3）安裝頂蓋與座環(huán)上環(huán)密封槽內(nèi)φ12橡膠盤根并涂膠粘接牢靠，以防止頂蓋調(diào)整過程中損壞或脫落。

（4）平穩(wěn)吊起頂蓋與筒形閥裝配體，按頂蓋方位及預裝標記，調(diào)整頂蓋水平在0.1mm/m內(nèi)，升降2～3次，確認無異常后，吊入機坑至距活動導葉上端面約100mm位置時停下，再次檢查確認頂蓋水平及方位符合要求后，頂蓋導葉軸孔對準活動導葉上軸頸后緩緩落下，當導葉軸頸穿出頂蓋上端面后，從對稱4個方位檢測頂蓋下落情況，保證頂蓋下落過程保持平穩(wěn)。頂蓋落到距座環(huán)把合面約20mm 時穿入預裝時的6個φ50 錐銷，使頂蓋落位到初始的預裝位置。

（5）頂蓋就位后檢查錐銷是否安裝到位，以確認頂蓋是否回到初始預裝位置，用塞尺檢查頂蓋與座環(huán)組合面間隙，確保頂蓋落到位。

（6）各項檢查合格后安裝全部M100把合螺栓，螺栓安裝時涂潤滑劑，然后用液壓拉伸器對稱拉緊，預緊力為 2025KN，按50%、100%分兩次拉緊。

（7）檢查頂蓋與轉(zhuǎn)輪上冠之間的間隙，將其與對應位置的止漏環(huán)間隙進行對照，其將作為發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)軸后以及機組盤車時確認轉(zhuǎn)輪下止漏環(huán)間隙的參考和依據(jù)。

（8）鉆鉸頂蓋與座環(huán)把合面的其余18個φ50 錐銷孔并安裝。

（9）將套筒的軸套面清洗干凈，用銼刀、砂紙或拋光砂輪片將套筒外表面以及密封槽內(nèi)的毛刺清理干凈，按圖紙要求安裝導葉軸徑上密封。

（10）按圖紙要求裝配導葉套筒，安裝墊圈和螺栓，用扭矩扳手對稱把緊螺栓，預緊扭合格后與頂蓋鉆鉸φ40 錐銷孔，安裝錐銷并打緊。

2.6 控制環(huán)、接力器組裝及安裝

2.6.1 控制環(huán)組裝及安裝

（1）在安裝間適當位置布置6個800mm高的支墩，組合縫位置兩邊各布置一個，每瓣控制環(huán)中部布置一個，支墩上放置成對楔子板，調(diào)整各楔子板頂部高程基本一致，準備2個32t千斤頂用于組裝時的調(diào)整。分別吊裝兩瓣控制環(huán)于其上，將其中一瓣調(diào)平，吊裝另一瓣與其組圓，裝配方法與底環(huán)裝配相同，不再贅述。

（2）檢查合格后把緊組合螺栓，檢查組合縫間隙，用0.05mm 塞尺檢查應不能通過，允許有局部間隙，用0.10mm 塞尺檢查深度不應超過組合面寬度的 1/3，總長不超過組合面周長的20%。

（3）圓周方向均分8點測量抗磨板面半徑，檢查控制環(huán)圓度，其應不大于0.20mm。合格后吊起控制環(huán)并調(diào)整其水平不大于1mm，吊入機坑。將頂蓋上的控制環(huán)安裝表面清掃干凈，吊落控制環(huán)于頂蓋之上。

（4）根據(jù)機坑內(nèi)的 X、Y 基準點調(diào)整控制環(huán)大耳柄中心的方位，將控制環(huán)調(diào)到全關位置，通過靠近 X、Y 基準點的小耳柄中心方位進行校核，其與設計的全關位置對比周向偏差應不大于1mm。檢查控制環(huán)大耳柄到接力器基礎板的距離，其與設計偏差應不大于 3mm。合格后打上樣沖標記。

（5）檢查控制環(huán)與頂蓋的徑向間隙合格后在頂蓋與控制環(huán)的非軸承配合縫處塞上斜鍥，將控制環(huán)與頂蓋相對固定牢靠。

（6）配裝壓板，合格后安裝墊圈，把緊M42螺栓，螺栓預緊力340kN檢查壓板與控制環(huán)軸向間隙，其應在 0.30mm～0.50mm 之間。

2.6.2 接力器安裝

（1）將接力器裝到基礎板上，按要求緊固螺栓，記錄測量數(shù)據(jù)。

（2）接力器調(diào)整板焊接。接力器調(diào)整板的焊接對稱進行，在焊接過程中必須進行嚴密監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時調(diào)整焊接順序和位置；每焊接完一層必須等焊縫完全冷卻之后方可進行下一層的焊接。

（3）接力器推拉桿安裝：

（4）檢查控制環(huán)的徑向安裝線標記，確認處于全關位置，安裝推拉桿，按圖紙要求擰緊大螺母。

（5）接力器壓緊行程調(diào)整

（6）在調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置形成后，按圖紙要求調(diào)整接力器壓緊行程。

2.7 導葉端、立面間隙調(diào)整

（1）安裝反推力環(huán)，按照設計要求用扭矩扳手把緊組合螺栓，螺栓安裝時涂螺紋鎖固膠。

（2）檢查套筒的推力環(huán)表面，其應平整無高點，推力環(huán)把合螺栓及銷釘應低于推力環(huán)表面 1mm 以上。吊起導葉臂，用鏈條葫蘆調(diào)平，在導葉臂下端導葉軸孔內(nèi)表面涂抹少許凡士林，然后平穩(wěn)下落與導葉進行套裝，導葉臂下落應保持水平，與導葉上軸頸套裝后下落時轉(zhuǎn)動導葉臂，使其邊轉(zhuǎn)動便下落，以防導葉臂下落時由于不平與導葉軸頸卡死。

（3）用壓鉛法測量調(diào)整導葉上、下端面間隙并配車墊塊，墊塊配車完成后調(diào)整導葉臂，使其上的測量銷孔和導葉上軸頸上的銷孔對齊，將銷孔清洗干凈，安裝 2 個銷套和錐銷，安裝時涂抹少許凡士林。

（4）安裝配車后的墊塊以及端蓋，把緊端蓋螺栓，安裝導葉調(diào)整螺栓及其墊圈，調(diào)整螺栓預緊扭矩為440kN。用塞尺檢查導葉上、下端面間隙并記錄，若不滿足要求則重新測量配車墊塊，若合格拆掉端蓋，安裝φ4 密封圓條，如上述重新安裝端蓋。

（5）將24個連扳與摩擦環(huán)把合的螺栓全部按照設計要求預緊一遍。調(diào)整 24 個導葉到全關位置，要求各導葉間隙基本為零，用 0.05mm塞尺檢查，不能通過，局部間隙最大不超過 0.10mm 的要求，其間隙的總長度，不超過導葉板體高度的 1/4。然后用鋼絲繩捆住導葉中部，用鏈條葫蘆拉緊，測量導葉立面間隙并記錄。

2.8 活動導葉機械操作系統(tǒng)附件安裝

（1）在合適的位置放置連接板，調(diào)整連接板，對齊連接銷孔。

（2）在控制環(huán)一側(cè)安裝連接銷。

（3）在拐臂側(cè)安裝偏心銷。

（4）直銷和偏心銷安裝完成后，確認控制環(huán)和活動導葉仍然處于“全關”位置。

（5）安裝上下限位法蘭。

（6）然后安裝偏心銷與上連接板之間的鎖定板。

（7）再次檢查活動導葉立面間隙，如有偏差則旋轉(zhuǎn)偏心銷進行微調(diào)。全部導葉立面間隙調(diào)整后，每個偏心銷應留有1/2 的檢修調(diào)整余量。

（8）焊接活動導葉全關、全開位置限位塊，導葉臂與限位塊之間距離為10mm，焊角20mm。

3 結(jié)語

軸套與軸頸的間隙較大，在水壓力下導葉的關閉較緊密，導葉立面間隙的調(diào)整應該用鋼絲繩捆綁檢查。用偏心銷重復幾次把間隙調(diào)均勻，最終在壓緊行程下再次檢查立面間隙。

在安裝過程中發(fā)現(xiàn)，導葉端部間隙前后測量的數(shù)據(jù)不同，趨勢是隨著溫度升高，實測間隙偏小。由于間隙的變化特別是下端部間隙直接影響了導葉的動作，建議在今后機組安裝的過程中可根據(jù)安裝時的環(huán)境適當增大導葉的端部總間隙，以滿足在不同溫度下的間隙變化。雖然在安裝和調(diào)試過程中遇到了很多問題，使得工期受到了很大的影響。但運行中機組的震動等各方面特性是非常優(yōu)良的。

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