浅析水电站轴伸贯流式机组的安装

周松青 湖南省欧阳海灌区水利水电工程管理局 421800

浅析水电站轴伸贯流式机组的安装

周松青 湖南省欧阳海灌区水利水电工程管理局 421800

本文结合笔者工作实际，论述了轴伸贯流式水轮发电机组的安装及注意事项，以供参考。

水电站；轴伸贯流式机组；安装

1、电站概况

1.1 某水电站安装三台轴伸贯流式水轮发电机组。单机容量2000千瓦，采用双微机监控系统，第一台机组由2006年3月份开始安装，2007年六月底发电，第二号，三号机组于2008年3月份发电。

1.2 组机基本技术参数

1.2.1 水轮机

型 号 GZ006－WZ275

设计水头 Hp一6.4m

最大水头 Hmax一8.7m

最小水头 Hmin一3.5m

设计流量 QP=38.5m3／s

设计出力 N=2150kw

设计点效率 η＝89%

最高效率 ηmax－93%

额定转速 nH－l 66.7r／min

飞逸转速 nP－429r／min

惯性矩 GD2－821.4kW

1.2.2 发电机

型 号 SFW2000 36／3250

额定容量 2000kw

额定电压 6.3千伏安

额定电流 229.1A

功率因素 cos ψ＝O.8

励磁方式 可控硅静止励磁 SFZL－42

励磁变压器容量 1000KVA－22

2、安装基本程序

2.1 流道预埋

该电站配有50／10t桥式起重机，采用将基础环、座环、导水机构组装成整体后吊入机坑安装调整，以导水机构下游端面作为高程，

中心等各参数的调整基准点。待座环二期混凝土浇筑完毕后，装转轮室，直锥管。肘管Ⅱ和尾水管在安装间先焊接完毕，在机坑上面空中翻转吊入机坑并向下游移动500mm。装肘管I，并以底环前后加工内圆面作为机组中心基准，调整转轮室，直锥管和肘管I的中心，将肘管I和直维管用拉紧器临时固定紧后，再与肘管Ⅱ和尾水管连接起来加大即移交土建浇注Ⅱ期混凝土。

2.2 机组安装

2.2.1 水轮机安装

拆除流道分半面上半部，操作油管，内主轴和转轮体在安装问清扫组装成整体，水导轴瓦套进主轴上然后整体吊入机坑，将水导轴承与底环把合后再吊水轮机主轴与转轮联接。调整水轮机中心线，待发电机安装完，整个机组中心线调整完毕后，再装主轴密封和流道上半部。

2.2.2 发电机安装

发电机底板与两部轴承座整体吊入机坑，以水轮机轴线为基准粗调底板位置。然后将发电机转子吊入工作位置，单独盘车发电机转子，以水轮机主轴法兰面为基准，粗调发电机底座，调整完毕后固定底板将转子吊回安装间浇发电机底板二期混凝土，在安装间将转子套入定子中整体吊入机坑粗测定转子间隙，联轴、调推力轴承间隙，再装其它零部件。

3、安装中的几个问题

3.1 轴线调整

该机组轴线由三条轴:内主轴、水轮机主轴和发电机转轴，转轮体四部分组成。水轮机主轴和发电机转轴中间用分半传动环联接，共设三部轴承:水导轴承，推力轴承，座式径向轴承。轴线总长为13.340m，水导轴承和推力轴承之间转动部分长达10.095m，转轮体相对水平轴线下沉1.5mm，轴向限位尺寸有5个，因此轴线的调整是整个水轮发电机组安装中的关键。以水导轴承为基准调整水轮机中心线，水导轴承座是扇形结构，我们在实际调整中发现若保证三部轴承在同一水平线上，水导瓦与轴颈配合在上游端面－Y方向有0.1mm间隙即水导瓦底部与内立轴在轴向接触不完全，说明扇形板刚度太大不能满足自位要求，只能靠轴承支架来调整水导轴承使其倾斜角度与内主轴倾斜角度一致，水轮机主轴法兰面的倾斜角度为0.003度。法兰处水平度为0.05mm／m，单独将发电机转子吊人工作位置盘车找正发电机底板位置满足两法兰同心度和正反推间隙，水导轴承回油盒，甩油环，座式径向轴承球体与轴颈前后间隙等轴向限位尺寸的要求，加固发电机底板、将转子吊回安装问。浇二期混凝土。

3.2 水导轴承漏油

该水轮机采用轴承受油器，水导瓦承受径向载荷.设计有润滑供油，同时又有高压油供给。在机组正常开停机时高压油通过转动间隙漏向集油箱，自动运行时间同样有调速机油漏出。这样就使调速系统用油不断减少，如果桨叶调节频繁或全关时调速器主配压伐不在中间位置，高压油很快漏向回油箱，使调速用油很快减少。这种结构要求机组正常运行时必须不断向油压装置集油槽中补油。由于水导轴承处轴承润滑供油和调速机油通过轴承间隙连通在一起所以采用将重力油箱溢油直接溢到油压装置再从油压装置集油槽溢到回油箱，在机组运行中重力油箱始终保持在溢油状态，这样就能保证整个油压系统稳定运行。要求回油箱一台油泵供油量大于三部轴承润滑供油量，由于该电站重力油箱设计比较小，如果一台油泵自动运行，启动太频繁，所以将一台油泵置于手动连续运行一台置于备用状态。

该轴承受油器在分半把合面处开有漏油槽，槽内侧作为把合面接触面，外侧把合面处有间隙，如果润滑供油太大或内侧漏油太大则把合面外会有油漏到轴承外面，待轴承预组装时检查把合面外侧间隙考虑加铜垫或涂密封填料，既要满足内侧面完全接触，外侧又不漏油。

3.3 联轴法兰漏油。

该水轮机主轴采用空心结构而转轮体采用缸体移动活塞不动，缸体后有导向短轴，缸体在全关位置时短轴伸入主轴内，为了使主轴内腔不充满油，在转轮体侧焊接一块圆形堵板，在大轴加工后再焊接，内应力没有消除，当转轮体内充满高压油之后使堵板焊缝开裂，主轴内腔充满油，由于连轴法兰处没有防漏油设计故油从分半传动环外漏出，我们临时在法兰外加设一块堵板用橡皮条密封避免在运动过程中有油漏出，但主轴内腔仍充满油，如果在转轮体侧主轴内腔设计内法兰压橡皮条等防漏措施，即可避免油漏人大轴空心腔。

3.4 轴承端盖与转轴碰磨

该机组轴线长达13米，因此实际轴线与轴承整体设计时认为是一条水平直线，相差比较大，发电机两部轴承端盖与大轴设计间隙只有0.1mm轴承与转轴配合总间隙0.20～0.25mm，端盖与轴配合间隙过小和轴线挠度比较大，如果对端盖不加处理势必造成轴与端盖碰磨。在安装过程中磨大端盖内孔使端盖内孔与轴实际间隙为0.15～0.2mm。即可避免端盖与轴碰磨。

3.5 外伸主轴密封座偏心

在流道预埋过程中一直以水导轴承座作为机组中心线，发电机底板安装也是以水轮机中心线作为基准，而转轮体下沉1.5mm，要求将转轮室下调满足转轮室间隙要求。导水机构顶盖下游端面与底环中心线的垂直度；直锥管两端面的平行度；伸缩节间隙调整时误差；肘管I上游面中心线下游密封座处的同心度等等制造及安装误差全部累积到外伸主轴密封座处，造成肘管I下游端面中心线与机组中心线偏离过大达10毫水以上，在实际安装过程中将机组中心线调整好后再装外伸主轴密封座，重新配钻密封座与肘管I联接螺栓孔。

3.6 定转子整体吊装

在机坑无法将转子直接套入定子中，因此只能在安装间将转子套入定子中然后整体就位。在安装间将定子立起来使定子中心线与桥机小车轨道平行，用大钩配10吨手拉葫芦吊起转子穿入定子中、待上游钢丝绳靠近定子时用小钩接力松开10吨手拉葫芦，移动小车即可将转子套入定子中，在小车移动过程中用绝缘垫条检查定转子是否碰撞。转子到位后定转子间隙加绝缘垫条。转轴两端用临时支撑，松大钩换钢丝绳。用大钩吊定子配用两个10吨手拉葫芦拉紧转子两端，将定转子整体吊入机坑就位。

4、结束语

轴伸贯流式机组是开发低水头大流量的一种结构简单、安装维护方便的机型，发电机移出灯泡体外露在水轮机外部，功率可增大而且安装维护十分方便，还可采用各种形式的增速装置以利采用常规发电机，对中小型机组优越性更显著，便于在小型工厂制造。国外已有不少电站安装轴伸贯流式机组，在低水头小容量范围内有逐步取代轴流式机组的趋势。在我国平原及丘陵地区低水头水力资源相当丰富，轴伸贯流式机组具有广阔前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.058

周松青，男(1970.-），湖南衡阳人，工程师，主要从事水电站机电安装与检修，变电站机电设备安装与调试，金属结构制作与安装等方面的管理与技术工作，研究方向:中、小型水电站及110KV以下变电站机电设备安装及金属结构制作与安装中的管理与技术。