良德坝后电站水轮发电机组拆御分析

周盛

摘要：茂名市鑒江流域水利工程管理局良德坝后电站使用的HL702-LJ-230水轮机现已落后，发电效率低，经省水利厅批准决定增效改造。该工程对水轮发电机组拆卸技术提出了较高要求，所以本文针对相关内容进行了探讨。

关键词：立式混流;水轮发电机组;拆卸

1 工程概况

高州水库位于广东省高州市东北部鉴江一级支流大井河及曹江之上，是由良德、石骨两个水库通过龙头坳连通而成的大（1）型综合水利枢纽工程。水库以灌溉、防洪和供水为主，结合发电、养鱼，集雨面积达1022km2，总库容12.79亿m3。良德坝后电站是利用高州水库引水发电的坝后低干渠电站，总装机容量为2×10MW，采用2台HL702-LJ-230水轮机及2台TS425/113-32发电机。电站自1976年建成已经运行了30多年时间，由于HL702型号老旧，设计和制造水平都很落后，性能指标差，年发电量损失大，而且易发生空蚀现象，所以增效改造是很自然的选择。良德坝后电站增效改造工程是由广东省水利厅以粤水农电[2012]22号文批准建设，建设资金来自中央、省级补助和自筹，改造内容主要是更换2台高效立式混流水轮机组及有关附属设备。由于要利用原水轮机组的埋件，并保证新机组设备的安装尺寸与旧设备埋件完全一致，所以必须根据旧机组设备拆卸后埋件的测量尺寸，确定新机组的安装尺寸，以保证改造后发电机组的安装与运行要求。鉴于此，旧水轮发电机组的拆卸不能采取“强拆”做法，拆卸时必须保证原埋件不受到任何破坏和变形影响，然后再精确测量埋件安装尺寸。

2 水轮发电机组拆卸

2.1 拆卸准备

水轮发电机组拆卸前应做好必要的准备工作，了解旧机组的原理和结构，特别是各零部件之间的位置、结构及相互关系，为合理拆卸奠定基础。为了对比新旧机组的性能参数，应在停机前做好各种负荷工况的参数记录，如轴承温度（油温、水温、瓦温）、发电机定子温度（铁芯温度、风温）、机组开度、水压、尾水管真空度、蜗壳水压、尾水位、运行水头下的功率等。然后停机、断电，关闭前池闸门及水轮机主阀，排尽蜗壳、尾水管内的积水。清理工作现场，如机组周围的杂物、地面积水与积油。拆卸项目负责人与运行单位办理相关交接手续，并对有关安全措施进行检查和核实，双方确认无误即可完成移交。拆卸单位应准备好合适的工器具和设备，并对待拆零部件做好必要的标记，以便拆除后分类放好，需要测量时也不会弄混淆。

2.2 拆卸顺序

本工程拆卸时，水轮机拆卸与发电机拆卸交叉进行，并从机组最上端发电机部分开始，在拆卸发电机转子、上机架等部分后再拆卸水轮机。图1是水轮发电机组拆卸流程图[1]。

由图1可见，水轮发电机组的拆卸遵循先外后里、先上后下的顺序，部分阶段可上下同时进行，所以应做好安全措施。拆卸的主要内容包括：（1）拆除外部密封结构，如上、下机架盖板;（2）拆卸管线，如水、油、气、电等管线;（3）拆卸上导轴承、推力轴承及相关组件;（4）拆卸推拉杆及导叶连接部分组件;（5）拆卸下导轴承或水导轴承及相关组件;（6）拆卸发电机总装零部件、上机架及发电机转动部分;（7）拆卸下机架、导水机构、水轮机转动部分等。下面分析几个重要部件的拆卸技术及注意事项。

2.3 拆卸轴承

立式混流水轮发电机组有1个推力轴承和2个导轴承。拆卸轴承需要使用专用工具，并且有一定技术含量。拆卸推力轴承（如图2所示）时，先要拆除卡环。而拆除卡环，必须先用千斤頂顶起转子，使推力头镜板与瓦面分离。然后顶起制动闸，使发动机组重量落在制动闸上。制动闸放油后，等待10～15min，若推力头镜板与瓦面间隙（约3～5mm）没有变化，即可拆除卡环。拆卡环时，先要解锁保险垫片，再拆除卡环与推力头之间的连接螺栓，然后使用平口錾子分开卡环并取出。接着拆下推力头与镜板之间的定位销、连接螺栓，在专用工具和千斤顶协力配合下使推力头松动，然后通过桥机吊出。一般水导轴承（如图3所示）的拆卸与发电机上部的拆卸同步进行，在下机架支腿上挂2个手拉链葫芦将水导轴承提起，在拆卸时要先放尽轴承内的余油并拆除油盆等附件。在吊出发电机转子前需要先拆卸上导轴承。首先拆除轴瓦上的压板，然后使用专用调瓦扳手松开顶

瓦上的抗重螺栓，再将2颗取瓦螺钉旋入取瓦孔，轴瓦即可分离取出。

2.4上法兰分解

发电机轴与水轮机轴的法兰称为上法兰。转子吊出前，需要松开上法兰（如图2所示）的螺栓。这项工作应在机组重量已落在制动器上且发电机轴承、盖板已全部拆除后进行。首先，在水机室内使用木板搭建工作台。接着在基础环上放置3对等高楔子板，其高度应使水轮机主轴止口与发电机主轴止口脱离后有大约5mm间隙。再由3人配合拆卸主轴连接螺栓。先使用工具去除螺母上的防松装置（点焊点或拦块），然后对称均匀地使用游击锤打松各个螺母，除保留2颗螺栓与螺母外，拆下其他螺栓。接下来对称穿上2颗落轴螺栓和螺母，取下保留的2颗连轴螺栓。利用落轴螺栓使转轮均匀落到楔子板上。不用落轴螺栓，也可借助备用螺栓、横梁和千斤顶分解水轮机轴上法兰。

2.5 吊出转子

首先，布置转子起吊防撞、防倾斜及其他安全措施，检查桥机及起吊器具。然后将专用吊具安装在发电机主轴推力轴承轴颈位置，再装上卡环。检查发电机上、下连接部分已拆除、不影响转子吊出时，在吊具上挂好钢丝绳，使用桥机将转子吊出。为安全起见，需安排8～10个人配合，1人负责指挥，3～5个人在定子上、水机室和下机架处监视，4个人持木条防止转子碰撞定子。起吊应先试吊几次，检查没有问题再将转子吊出机坑。转子取出后应临时固定好，以防倾倒。

2.6 拆除导水机构

旧机导水机构的一些技术参数对新机安装尺寸有一定参考价值，所以拆卸前应进行一些测量。测量项目包括导叶漏水量、导叶端面间隙与立面间隙、接力器压紧行程、导叶开度、导水机构动作力等。这些参数可在停机时测量。导水机构分为传动机构和过水部件两部分。传动机构包括推拉杆、控制环、导叶臂、连板、连臂、分半键、剪断销、导叶端盖和止推块等。先将拆卸部件做好标记和编号，再对各部件的位置尺寸或定位尺寸进行测量。然后就可以依次拆除。推拉杆和控制环只要拆下销子的锁片，取下销子，拆下螺母，即可取出推拉杆。接着拆连臂等部件，拔去销轴即可取出连臂。拆除分半键要使用专用拔键工具。拆去止推压板，使用拔拐臂工具拔起拐臂。导叶套筒的拆除，可先用2个顶丝将套筒顶起，再通过专用工具拔出套筒。当发电机转子、下机架和水导轴承吊出后，可以拆卸过水部件。先测量顶盖与底环间距，然后拔出顶盖定位销，拆除顶盖与座环结合螺栓，吊出顶盖。对导叶进行编号，然后吊出。对底环做好标记再吊出。

2.7 拆除水轮机转动部分

将专用吊具安装在水轮机轴法兰上，然后将转动部分吊出机坑，并放在指定位置。水轮机转轮与主轴之间的法兰一般称为下法兰。下法兰拆卸方法与上法兰类似，这里不再重复。为防止倾倒，应使用吊机吊住主轴，拆出螺栓后放平主轴。最后拆除泄水锥、轴心补气阀等零部件。

2.8 埋件等安装尺寸测量

现场清理后，对尾水管里衬、转轮室、座环、机坑里衬、发电机基础底板等埋件尺寸进行精确测量。

3 结语

对老旧型号的水轮机发电机组进行增效改造是提高水轮机运行可靠性和效率的必由之路。旧机改造不存在新机安装的难点——埋件安装，但新机必须适应旧机埋件的安装尺寸，新机制造安装前需拆除旧机并精确测量埋件尺寸。本文对旧机拆卸技术进行了分析，可供类似工程参考和借鉴。

参考文献：

[1]戴钧，王洪云.中小型混流式水轮发电机组机械检修及主要易损部件的修复技术[M].北京：中国水利水电出版社，2007.