淺析豎井貫流式機(jī)組的安裝

譚曉文（湖南省歐陽(yáng)海灌區(qū)水利水電工程管理局，湖南 耒陽(yáng) 421800）

?

淺析豎井貫流式機(jī)組的安裝

譚曉文（湖南省歐陽(yáng)海灌區(qū)水利水電工程管理局，湖南 耒陽(yáng) 421800）

本文結(jié)合筆者工作實(shí)際，論述了豎井貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的安裝及注意事項(xiàng)，以供參考。

豎井貫流式機(jī)組；安裝；注意事項(xiàng)

1　電站概況

（1）由中電國(guó)際技術(shù)股份有限公司總承包的巴斯坦Pak-Pattan水電站裝機(jī)2臺(tái)1410kW豎井貫流式機(jī)組，采用雙微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，兩臺(tái)機(jī)組于2016年5月5日全部投產(chǎn)發(fā)電。

（2）機(jī)組基本參數(shù)

①水輪機(jī)

型號(hào)GZCB113-WS-260；

設(shè)計(jì)水頭Hp-4.2m；

最大水頭Hmax-5.41；

最小水頭Hmin-3.81；

設(shè)計(jì)流量QP-40m3/S；

設(shè)計(jì)出力N-1505kW；

額定轉(zhuǎn)速nr-173.6r/min；

臨界空腔蝕系數(shù)2.2；

出力范圍30%Mr～100%Nr；

在全部運(yùn)行范圍內(nèi)，原型水輪機(jī)的最高效率保證值不低于92.19%，額定水頭時(shí)的比轉(zhuǎn)速1129m/kW。

②調(diào)速器

雙調(diào)節(jié)微機(jī)型數(shù)字式調(diào)速器，具有PIP調(diào)節(jié)規(guī)律。

主配壓閥直徑：50mm；

額定油壓：6.3MPa。

③發(fā)電機(jī)

型號(hào)：SFW-J1410-8/1430；

額定功率：1410kW；

額定電壓：6.3kV；

額定電流：161.5A；

額定功率因素：0.8（滯后）；

勵(lì)磁方式：微機(jī)可控磚靜止勵(lì)磁。

2　安裝基本程序

2.1流道預(yù)埋

尾水管分兩節(jié)四瓣，用吊車(chē)在抗內(nèi)組裝、焊接，要求中心壩軸線及高程相差不大于±1.5mm。廠房形成，電站配有35t電動(dòng)葫蘆起重機(jī)，管形座的內(nèi)管形殼、外管形殼、下部豎井和上部豎井整體組裝后吊入機(jī)坑，調(diào)整管形座確保其中心與尾水管中心相同，其誤差在設(shè)計(jì)高程-1mm范圍以?xún)?nèi)，因?yàn)樵诨炷翝仓臅r(shí)候管型座有上浮的可能。管型座外法蘭面垂直度保證在0.4mm。法蘭圓度保證在1mm以?xún)?nèi)。管型座外法蘭面與尾水管法蘭面距離保證與設(shè)計(jì)距離誤差+1mm以?xún)?nèi)（考慮到伸縮節(jié)的安裝）。管形座安裝是整個(gè)機(jī)組安裝的基準(zhǔn)，尤為重要，用拉緊器及調(diào)整桿調(diào)整后加固，加固用的調(diào)整桿又要起到頂?shù)淖饔?，也有起到拉的作用。確保管型座法蘭面與尾水管法蘭面距離不會(huì)發(fā)生變化。管型座的形狀是上游的直徑大，下游的直徑小，為了考慮在混凝土澆筑的時(shí)候，混凝土有一部分的壓力對(duì)管型座往上游產(chǎn)生頂作用力，所以管型座的上游側(cè)要有足夠的支撐力，防止在混凝土澆筑的時(shí)候管型座往上游位移。管型座的內(nèi)配環(huán)和外配環(huán)的內(nèi)部要有足夠的加固支撐，保證內(nèi)配環(huán)法蘭面和外配環(huán)法蘭面的距離符合設(shè)計(jì)尺寸要求，其誤差保證在±0.50mm范圍以?xún)?nèi)，還要防止在混凝土澆筑的時(shí)候圓度不會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)行可靠的加固，再對(duì)管型座分層澆注二期混凝土，澆注時(shí)要監(jiān)視其中心、垂直度和位置移動(dòng)，專(zhuān)業(yè)人員要利用百分表全程嚴(yán)格監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整混凝土的澆筑方法。澆完混凝土后要進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2.2機(jī)組安裝

水輪機(jī)的安裝：

（1）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在安裝場(chǎng)預(yù)裝，首先將外導(dǎo)水環(huán)安裝在合適的專(zhuān)用支墩上，調(diào)整其水平。安裝所有導(dǎo)葉軸承座（外導(dǎo)葉套筒），初步調(diào)整導(dǎo)葉軸承座的下端口面與外導(dǎo)環(huán)內(nèi)園平齊，將所有的導(dǎo)葉對(duì)號(hào)吊入相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)葉軸套內(nèi)，并且安裝相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)葉拐臂和其他零部件。將裝配好的外導(dǎo)流環(huán)套入內(nèi)導(dǎo)流環(huán)，準(zhǔn)備預(yù)裝導(dǎo)水葉短軸。根據(jù)圖紙要求調(diào)整外導(dǎo)流環(huán)法蘭面與內(nèi)導(dǎo)流環(huán)法蘭面的距離。調(diào)整內(nèi)導(dǎo)流環(huán)與外導(dǎo)流環(huán)X和Y軸線重合。分別把導(dǎo)葉短軸安裝在導(dǎo)葉下軸承孔內(nèi)部，按照?qǐng)D紙要求安裝其所有密封。按照?qǐng)D紙要求安裝調(diào)速環(huán)。先調(diào)整導(dǎo)葉軸承座（外導(dǎo)葉套筒），調(diào)整墊片厚度使導(dǎo)水葉端面間隙合格，再調(diào)整導(dǎo)水葉立面間隙。利用專(zhuān)用工具翻身起吊組裝，中心誤差不能大于±0.3mm。

（2）轉(zhuǎn)輪室下半部分吊入，轉(zhuǎn)輪室下半部分吊入暫時(shí)就位，這次暫時(shí)就位要比運(yùn)行位置低20mm以上，這樣不會(huì)影響后面轉(zhuǎn)輪吊入時(shí)連接轉(zhuǎn)輪內(nèi)部操作油管的工作。

（3）組裝組合軸承和水導(dǎo)軸承。檢查所有瓦的接觸面積和導(dǎo)瓦的間隙，要達(dá)到規(guī)程規(guī)范要求。把組合軸承全部組裝在水輪機(jī)大軸工作面上，用兩個(gè)螺旋千斤頂在反推力瓦的方向頂住組合軸承，使反推力瓦與鏡板相接觸，其間隙可靠保證為0.0mm。用百分表表座打在大軸上面，表的指針指在組合軸承的端面上，可以起到測(cè)量組合軸承的移動(dòng)量數(shù)據(jù)，用另外兩個(gè)螺旋千斤在正推力瓦的方向頂住，慢慢松動(dòng)反推力瓦方向的兩個(gè)螺旋千斤頂，正推力瓦方向的兩個(gè)螺旋千斤頂同時(shí)慢慢受力，待百分表讀數(shù)為0.75mm為止，也就是反向推拉瓦與鏡板這時(shí)的間隙為0.75mm，正向推力瓦與鏡板的間隙為“0”，調(diào)整每個(gè)正推力瓦的抗重螺栓，使每個(gè)推力瓦均勻受力在鏡板上面，用每個(gè)正推力瓦的抗重螺栓的鎖緊螺母把螺桿鎖緊，防止運(yùn)行時(shí)候松動(dòng)。調(diào)整水導(dǎo)瓦的運(yùn)行位置，將水輪機(jī)主軸和組合軸承、水導(dǎo)軸承整體吊入就位。調(diào)整主軸的水平，建議組合軸承方向高每米0.06mm。

（4）水輪機(jī)其它部件安裝：組裝好轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪油壓試驗(yàn)達(dá)到廠家設(shè)計(jì)要求，將轉(zhuǎn)輪裝配在大軸法蘭上。安裝主軸密封。吊入轉(zhuǎn)輪室上半部與下半部組合，把轉(zhuǎn)輪室整體安裝在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)外導(dǎo)水環(huán)法蘭上，并且調(diào)整其轉(zhuǎn)輪室間隙，建議轉(zhuǎn)輪室間隙上部大10%。因?yàn)樵谶\(yùn)行情況下轉(zhuǎn)輪室受水的重力會(huì)下沉。安裝伸縮節(jié)，伸縮節(jié)與尾水管法蘭連接后，測(cè)量伸縮節(jié)法蘭與轉(zhuǎn)輪室的間隙，建議伸縮節(jié)法蘭與轉(zhuǎn)輪室-Y方向的間隙為0.00mm。利用行車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)水輪機(jī)大軸，用百分表檢查水輪機(jī)大軸是否有軸折，如果有軸折，處理在0.08mm以?xún)?nèi)。安裝增速器，增速器位置調(diào)整要以水輪機(jī)大軸中心為基準(zhǔn)，調(diào)整其同心度和法蘭張口度。增速器與水輪機(jī)，增速器與發(fā)電機(jī)連接，都是齒輪連軸器，建議增速器大軸中心要比水輪機(jī)大軸的中心要高0.10mm左右（齒輪連軸器機(jī)構(gòu)），-Y張口不能比+Y張口小。

3　發(fā)電機(jī)安裝

發(fā)電機(jī)底板與發(fā)電機(jī)前后軸承底板整體吊入機(jī)坑，粗調(diào)底板位置然后將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子吊入工作位置，單獨(dú)盤(pán)車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以增速器主軸法蘭面為基準(zhǔn)，粗調(diào)發(fā)電機(jī)、推力軸承及增速器底座后，再加固底板，將轉(zhuǎn)子吊回安裝間，澆注發(fā)電機(jī)底板二期混凝土，在安裝間將轉(zhuǎn)子套入定子中，整體吊入機(jī)坑再盤(pán)車(chē)，測(cè)量同心度不大于0.05mm，水平度不大0.02mm/m，調(diào)整轉(zhuǎn)子和定子磁力線的中心重合，調(diào)整發(fā)電機(jī)空氣間隙，保證發(fā)電機(jī)+Y方向的空氣間隙比-Y方向的空氣間隙不能小。

安裝中的幾個(gè)問(wèn)題：

（1）軸線調(diào)整。機(jī)組由四條軸：水輪機(jī)主軸、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、受油器軸、轉(zhuǎn)輪體四部分組成，水輪機(jī)主軸和受油器是平面法蘭連接，受油器與增速器是齒輪連接器連接，增速器與發(fā)電機(jī)是齒輪連接器連接。共設(shè)七部軸承：水導(dǎo)軸承、組合軸承、受油器軸承、增速器兩個(gè)軸承、發(fā)電機(jī)兩個(gè)軸承。因此軸線調(diào)整是整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組安裝中的關(guān)鍵。以管形座中心為中心，以水導(dǎo)軸承為基準(zhǔn)調(diào)整水輪機(jī)中心線。以水輪機(jī)大軸為基準(zhǔn)，調(diào)整受油器位置，確定受油器大軸中心。以受油器大軸為基準(zhǔn)，調(diào)整增速器的位置，確定增速器大軸的中心。以增速器大軸的中心調(diào)整發(fā)電機(jī)的位置，確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的中心。

（2）受油器安裝。受油器安裝關(guān)鍵要確保浮動(dòng)瓦的間隙，保證浮動(dòng)瓦與受油器大軸的間隙在0.08～0.14之間。保證浮動(dòng)瓦在運(yùn)行期間能夠自由整定自己的位置，不能自整位會(huì)產(chǎn)生燒瓦。受油器與基礎(chǔ)板之間建議增加一塊12mm的調(diào)整墊，方便受油器的間隙調(diào)整。

（3）轉(zhuǎn)輪組裝。轉(zhuǎn)輪組裝嚴(yán)格要安裝廠家預(yù)裝編號(hào)裝配，轉(zhuǎn)輪葉片密封嚴(yán)格把握裝配工藝?？刂坪脻{葉連接部位的可靠，防止在運(yùn)行期間銷(xiāo)釘脫落。校核活塞的行程，符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)量漿葉開(kāi)度，檢查漿葉開(kāi)度均勻和開(kāi)度達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸要求。油壓試驗(yàn)按照規(guī)程規(guī)范要求，檢查轉(zhuǎn)輪油壓試驗(yàn)的漏油情況，漏油量不能超過(guò)設(shè)計(jì)要求或者不漏油。在油壓試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，油壓試驗(yàn)期間每小時(shí)漿葉全開(kāi)全關(guān)全行程兩次，檢查漿葉全開(kāi)全關(guān)過(guò)程之中動(dòng)作平穩(wěn)，沒(méi)有異常響聲。

（4）豎井貫流式機(jī)組供油系統(tǒng)調(diào)整。豎井貫流式機(jī)組軸承多，這個(gè)機(jī)型有七座軸承，供油要嚴(yán)格調(diào)整，如果調(diào)整不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生有的瓦溫過(guò)高。每個(gè)軸承的進(jìn)油方向都要安裝調(diào)整閥門(mén)。調(diào)整每個(gè)軸承的進(jìn)油流量，可以從兩個(gè)方向進(jìn)行：①考慮軸承受力的大小。②考慮轉(zhuǎn)動(dòng)速的高低。一般考慮受力大的軸承和轉(zhuǎn)速高的軸承調(diào)整供油流量大一些。相反調(diào)整供油流量小一些。最后觀察每座瓦的溫度情況，瓦溫高的供油流量重新調(diào)整大一些，瓦溫低一些的軸承供油流量調(diào)整小一些。還要調(diào)整低位油箱單臺(tái)供油泵的供油流量要與軸承工作用油量相平衡。最后調(diào)整結(jié)果，發(fā)電機(jī)的供油量要比水輪機(jī)的供油量大，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的環(huán)境溫度要比水輪機(jī)的環(huán)境溫度高。待所有的軸承供油閥門(mén)調(diào)整好了以后，把所有的軸承供油閥門(mén)的調(diào)整手輪全部鎖住，防止供油閥門(mén)意外開(kāi)關(guān)變化，影響低位油箱供油與軸承工作用油量不平衡，或者產(chǎn)生可能燒瓦。

（5）發(fā)電機(jī)二期混凝土澆筑，發(fā)電機(jī)安裝在機(jī)架上面，機(jī)架四面密封，發(fā)電機(jī)定子有一部分在機(jī)架上平面以下。如果發(fā)電機(jī)混凝土底板可能積水，對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生危險(xiǎn)，建議在發(fā)電機(jī)機(jī)架與一期混凝土之間埋設(shè)一根排水管，如果發(fā)電機(jī)混凝土板滲水，就從這個(gè)排水管排入集水井，保證發(fā)電機(jī)的安全。

（6）充水試驗(yàn)。充水建議先充尾水，尾水充水合格再充進(jìn)水。在充尾水之前在轉(zhuǎn)輪室+Y和-Y方向安裝百分表，用來(lái)監(jiān)視轉(zhuǎn)輪室在充水期間+Y和-Y的變化情況，在整個(gè)尾水沖水期間觀察其百分表的讀數(shù)，以充水期間轉(zhuǎn)輪室的變化量與轉(zhuǎn)輪室和轉(zhuǎn)輪葉片的間隙相綜合考慮，確定轉(zhuǎn)輪室與轉(zhuǎn)輪葉片有足夠的間隙，保證運(yùn)行的時(shí)候轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室絕對(duì)不會(huì)碰撞。

4　結(jié)束語(yǔ)

豎井貫流式機(jī)組是開(kāi)發(fā)低水頭大流量的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便的機(jī)型，發(fā)電機(jī)移出燈泡體外露在水輪機(jī)外部，功率可增大，體積小，安裝維護(hù)十分方便，廠房開(kāi)挖量小，還可采用各種形式的增速裝置，以利選用常規(guī)發(fā)電機(jī)，對(duì)中小型機(jī)組優(yōu)越性更強(qiáng)，便于在小型設(shè)備廠家加工制造，國(guó)外有不少電站選用堅(jiān)井貫流式機(jī)組，在低水頭，小容量范圍內(nèi)有逐步取代軸伸貫流式機(jī)組趨勢(shì)，其安裝維護(hù)比軸伸貫流式機(jī)組還簡(jiǎn)單容易，目前國(guó)內(nèi)丘陵地區(qū)低水頭，大流量資源相當(dāng)豐富，各地區(qū)在十三五規(guī)劃中均有小水電開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，應(yīng)用前景廣闊。

譚曉文（1974-），男，工程師，二級(jí)建造師，大學(xué)本科，主要從事水電站機(jī)電設(shè)備安裝、調(diào)試及試驗(yàn)工作。

TL733+.8

A

2095-2066（2016）17-0043-02

2016-6-1