水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備安裝工藝流程及注意事項(xiàng)

曹 建

（葛洲壩機(jī)電建設(shè)有限公司，四川 成都 610000）

水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備安裝工藝流程及注意事項(xiàng)

曹 建

（葛洲壩機(jī)電建設(shè)有限公司，四川 成都 610000）

水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備具有安裝難度大、安裝精度高、安裝工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備的安裝質(zhì)量直接影響著發(fā)電的可靠性和安全性，對發(fā)電效率也有著比較大的影響。為了保證水輪發(fā)電機(jī)組的質(zhì)量，需要做好水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備的安裝工作。文章以實(shí)際工程為例，對水輪發(fā)電機(jī)本體設(shè)備安裝工藝進(jìn)行了探討。

水輪發(fā)電機(jī)組；設(shè)備安裝；軸承座安裝；軸系調(diào)整；發(fā)電效率

1 工程概況

某水輪發(fā)電廠水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備為單軸四缸四排汽凝式汽式水輪機(jī)，水輪機(jī)無調(diào)節(jié)級可以直接進(jìn)入到節(jié)流調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和氣缸各軸之間使用剛性連接，為串級復(fù)合設(shè)計(jì)，主要由一個(gè)中壓缸、一個(gè)高壓缸、兩個(gè)雙分流低壓缸構(gòu)成，其中中壓汽缸和高壓汽缸設(shè)計(jì)為整體化模塊，高壓缸采用單流式設(shè)計(jì)，主要由圓桶型外缸和導(dǎo)葉環(huán)構(gòu)成的雙層汽缸，使用兩個(gè)橫向布置的截止控制閥將主蒸汽聯(lián)合導(dǎo)入到高壓缸中，中壓缸為雙流式，主要由帶有水平中分面的外缸和內(nèi)缸構(gòu)成，然后利用兩個(gè)截止控制閥將熱蒸汽聯(lián)合導(dǎo)入到水輪機(jī)的中部，低壓缸設(shè)計(jì)使用水平中分多層汽缸，在現(xiàn)場將下半外缸組合焊接好以后利用軸向兩端的支撐導(dǎo)向系統(tǒng)在選后軸承座上進(jìn)行懸掛，并將凝汽器喉部和下半外缸底部進(jìn)行剛性連接。設(shè)計(jì)低壓內(nèi)缸為軸向平分的雙層結(jié)構(gòu)，缸體的重量利用軸承兩端支撐臂來進(jìn)行承擔(dān)，在支撐臂的兩端預(yù)留出一定的膨脹間隙，水輪機(jī)設(shè)計(jì)為單軸承系統(tǒng)，一共設(shè)計(jì)了五個(gè)落地式軸承，在兩個(gè)汽缸之間均設(shè)置了一個(gè)軸承，其中高壓缸后軸承為徑向推力聯(lián)合軸承，不僅便于調(diào)整整個(gè)軸承系統(tǒng)，同時(shí)也可以降低基礎(chǔ)變形對運(yùn)行穩(wěn)定性、軸承應(yīng)力、軸徑彎曲應(yīng)力造成的影響。

2 安裝難點(diǎn)

在安裝水輪發(fā)電機(jī)本體的過程當(dāng)中需要在常溫環(huán)境下進(jìn)行，因?yàn)闅廨啺l(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是通過蒸汽作為動力將發(fā)電機(jī)帶動起來發(fā)電的，在進(jìn)行安裝水輪發(fā)電機(jī)組本體的過程當(dāng)中，需要進(jìn)行高精度的安裝，這是由于其設(shè)備的制造精度比較高，安裝的過程比較復(fù)雜，同時(shí)在安裝的過程中也要將設(shè)備的熱脹冷縮考慮進(jìn)去。

3 安裝工藝

3.1 制作基礎(chǔ)錨固件及安裝地腳螺栓

在制作金屬錨固件的過程當(dāng)中需要根據(jù)具體設(shè)計(jì)進(jìn)行，西門子公司基礎(chǔ)錨固件的設(shè)計(jì)要求非常高，對于基礎(chǔ)錨固件的每一個(gè)零件的精度要求都很高，其對精度的要求要在±3mm之內(nèi)。在進(jìn)行基礎(chǔ)錨固件的制作過程當(dāng)中，首先要用五個(gè)支撐框架來制作槽鋼，在軸承座基礎(chǔ)的上方進(jìn)行建設(shè)，在下層基礎(chǔ)上固定時(shí)需要將兩側(cè)的支撐腿固定起來，在進(jìn)行具體的精度調(diào)整時(shí)需要將錨固件掛在支撐架上，在支撐架上進(jìn)行精度調(diào)整，確保所做出來的基礎(chǔ)錨固件能夠符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。

在進(jìn)行地腳螺栓的安裝的過程當(dāng)中，需要根據(jù)地腳螺栓的類型進(jìn)行安裝，但是兩種類型的地腳螺栓都需要在軸承座安裝好之后才能進(jìn)行安裝，將螺栓套上塑料墊圈之后放入錨固件之內(nèi)就算完成了地腳螺栓的安裝，在安裝好球形螺母地腳螺栓的過程之后，需要在其中進(jìn)行螺栓的旋入，將螺栓底部與灰漿聯(lián)系起來，此時(shí)球形螺母與錐形墊圈已聯(lián)系了起來，在進(jìn)行錘頭式地腳螺栓的安裝之前，要將一層塑料薄膜裹在錘頭式地腳螺栓外表面，再將其旋轉(zhuǎn)90°后再進(jìn)行固定。

3.2 安裝軸承座

軸承座剛性安裝在基礎(chǔ)上，除了支撐轉(zhuǎn)子外，它們也支撐和引導(dǎo)汽缸，并作為低壓軸封套的緊固點(diǎn)。按建筑網(wǎng)格線確定的基礎(chǔ)中心線位置，用鋼絲拉一條貫穿水輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的縱向中心線，并在各軸承座基礎(chǔ)的橫向中心處拉上橫向中心線。用內(nèi)徑千分尺在軸承座兩端油擋洼窩處，測量并調(diào)整各軸承座橫向中心，左右偏差小于±0.05mm；使用合像水平儀測量并調(diào)整各軸承座水平，要求縱向水平保持一致，橫向水平不大于0.1mm。

軸承座的作用不僅能夠支撐轉(zhuǎn)子還能夠?qū)飧走M(jìn)行支撐和引導(dǎo)，對低壓軸封套也能起到緊固的作用。在進(jìn)行軸承座的安裝過程當(dāng)中，要畫好橫向中心線，選基礎(chǔ)中心線位置的時(shí)候需要按照建筑網(wǎng)格線確定辦法來進(jìn)行，在軸承座的縱向中心線上拉上一條鋼絲，對于橫向中心來說其內(nèi)部可能會有油擋洼窩，因此需要用千分尺進(jìn)行測量，保證其誤差在±0.05mm之內(nèi)，對于軸承座的水平方向也要進(jìn)行檢測，保證軸承座安裝水平，確保其誤差在0.1mm之內(nèi)。

在進(jìn)行軸承座的開檔尺寸確定的過程當(dāng)中，要按照圖紙的要求來進(jìn)行，保證其中縱向距離的誤差在±1mm之內(nèi)。

在進(jìn)行軸承座水平面的標(biāo)高的過程當(dāng)中，需要使用專業(yè)的測量平臺來進(jìn)行，由于用來對軸承座進(jìn)行標(biāo)高的儀器的精度都是比較高的，所以搭建專業(yè)的測量平臺是很必要的，在標(biāo)高的過程當(dāng)中需要將軸承座的底座的螺栓進(jìn)行調(diào)整。在用#5號軸承座作為絕對標(biāo)高的相對零位置時(shí)，需要保證其誤差不會超過±2mm，如表1所示為軸承座標(biāo)高數(shù)據(jù)：

表1 軸承座標(biāo)高數(shù)據(jù)表

當(dāng)軸承座的標(biāo)高工作完成后在進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整的時(shí)候，其標(biāo)高也不會發(fā)生變化，中心位置和水平位置也有了固定的位置。

在完成了軸承座的標(biāo)高工作之后，需要對其進(jìn)行二次灌漿，在灌漿的過程中軸承座也會保持原有的各項(xiàng)尺寸，不會發(fā)生改變，在灌漿工作完成之后需要將其保持1d再進(jìn)行之后的工作，將軸承座上的地腳螺栓或使用專用工具扳手來進(jìn)行擰緊。

在軸承座的安裝過程當(dāng)中，需要注意施工的精度，控制好安裝的精度，才能保證軸承座的安裝符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行軸承座的安裝過程當(dāng)中把軸承座內(nèi)的零件剛性地固定在其中，在進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整之后，進(jìn)行二次灌漿，這就意味著軸承座的安裝完成之后對其不能再進(jìn)行調(diào)整，這種設(shè)計(jì)方法的好處就在于機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中保持較高的穩(wěn)定性，使用的過程非常方便快捷、省時(shí)省力。

3.3 安裝導(dǎo)水機(jī)構(gòu)

在安裝導(dǎo)水機(jī)構(gòu)時(shí)，先將底環(huán)、底環(huán)墊環(huán)、座環(huán)側(cè)面密封、筒閥下密封、導(dǎo)葉下端密封安裝好，在安裝之前要先清掃干凈密封槽，保證密封安裝到位，然后利用專用吊環(huán)和橋基將預(yù)裝過的導(dǎo)葉吊裝到位，然后再將另外一個(gè)吊裝到位。安裝過中根據(jù)設(shè)計(jì)插入到對應(yīng)底環(huán)的軸套中。需要注意的是，在插入導(dǎo)葉時(shí)，注意不要漏裝密封圈，導(dǎo)葉吊裝到設(shè)計(jì)位置后，將做環(huán)和頂蓋的密封安裝好，按照預(yù)裝時(shí)的方位將筒閥吊裝到設(shè)計(jì)位置，將銷釘打入后，對稱把緊座環(huán)和頂蓋螺桿，清理干凈控制環(huán)和頂蓋的接觸位置，要求檢查抗磨板螺釘不超出抗磨板，按照正確方位將吊起環(huán)放置到頂蓋上，清理干凈導(dǎo)葉中上套筒，然后根據(jù)編號吊入到頂蓋對應(yīng)的孔中。需要注意的是，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖將內(nèi)外密封圈安裝好，然后使用凡士林涂抹到密封圈上，清理干凈止推環(huán)和導(dǎo)葉臂，將毛刺去除后根據(jù)編號安裝到位，然后將分瓣銷裝入，通過對導(dǎo)葉改上的頂絲進(jìn)行調(diào)整達(dá)到導(dǎo)葉端面間隙分配的目的，直至葉端面間隙達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)葉可以靈活轉(zhuǎn)動后為止。打進(jìn)分瓣銷后，要求檢查導(dǎo)葉端面沉入到導(dǎo)葉臂。導(dǎo)葉立面間隙調(diào)整好后使用導(dǎo)葉鋼絲繩綁緊，將控制環(huán)放到全關(guān)位置并進(jìn)行臨時(shí)固定，使用連板、連接板將控制環(huán)和導(dǎo)葉臂連接到一起，然后對偏心銷中心角度進(jìn)行調(diào)整，連接過程中，要保證連板、連接板、導(dǎo)葉臂和控制環(huán)連接位置的水平度，如果達(dá)不到要求需要在廠商指導(dǎo)下進(jìn)行處理。

3.4 調(diào)整軸系

為了使軸承支撐變得更加穩(wěn)定，需要對三軸承水輪機(jī)的軸系進(jìn)行調(diào)整，軸承的分配和搭配是非常重要的，使用合適的搭配方式能夠有效地增加其穩(wěn)定性以及應(yīng)對應(yīng)力的能力，該機(jī)主內(nèi)的水輪機(jī)是三軸承的，其中采用單軸承支撐的是汽缸轉(zhuǎn)子。

高壓缸和轉(zhuǎn)子是通過2個(gè)軸承進(jìn)行支撐的，中壓缸是通過由1個(gè)軸承進(jìn)行一端支撐，另一端是通過輔助軸承實(shí)現(xiàn)支撐的，因此三軸承水輪機(jī)軸系在安裝的過程當(dāng)中比較簡單，圖1為水輪機(jī)軸系找正示意圖。轉(zhuǎn)子的凹凸配合間隙在0.02～0.03mm之間，2個(gè)轉(zhuǎn)子的兩端面之間的間隙大約為3mm。

圖1 水輪機(jī)軸系找正示意圖

3.5 安裝補(bǔ)氣裝置

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求安裝補(bǔ)氣管，需要注意在安裝補(bǔ)氣管各段時(shí)，要對中心進(jìn)行調(diào)整，使在滑環(huán)軸上使用的螺栓固定好閥板。在進(jìn)行吊裝時(shí)要避免對密封造成損傷，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝導(dǎo)頂罩上，利用螺栓擰緊，在安裝蓋板之前，要先清掃閥體，然后對閥體動作的靈活性和密封性進(jìn)行檢測，并使用橋機(jī)吊入到閥座內(nèi)，將閥體和閥罩圓筒之間的間隙調(diào)整均勻，然后使用螺栓把緊，將蓋板安裝好，最后將補(bǔ)氣管路和主空心排水管安裝好。

4 結(jié)語

綜上所述，該發(fā)電站在安裝水輪發(fā)電機(jī)組本體設(shè)備時(shí)，使用模塊化設(shè)計(jì)的方法對整套機(jī)組進(jìn)設(shè)計(jì)，布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，簡化了安裝流程。在設(shè)備安裝過程中，為工作人員提供了詳細(xì)的安裝說明書，并配備了先進(jìn)的施工設(shè)備，提升了設(shè)備安裝精度和安裝質(zhì)量，為類似工程積累了參考經(jīng)驗(yàn)。

[1]電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第3部分：水輪發(fā)電機(jī)組（DL5190.3-2012）[S]．2012.

[2]機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范（GB50231-2013）[S]．2013.

[3]趙永智．加強(qiáng)水輪發(fā)電機(jī)組的安裝管理有效降低對機(jī)組振動的影響[J]．石油化工建設(shè)，2010，（6）.

[4]劉磊，劉春梅．1000MW水輪發(fā)電機(jī)組安裝施工的新工序[J]．華中電力，2008，（1）.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）

TM311

1009-2374（2017）12-0227-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.116

曹建（1975-），男，湖北孝感人，葛洲壩機(jī)電建設(shè)有限公司高級技師，研究方向：機(jī)電設(shè)備安裝。

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