浅析竖井贯流式机组的安装

谭晓文（湖南省欧阳海灌区水利水电工程管理局，湖南 耒阳 421800）



浅析竖井贯流式机组的安装

谭晓文（湖南省欧阳海灌区水利水电工程管理局，湖南 耒阳 421800）

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

竖井贯流式机组；安装；注意事项

1　电站概况

（1）由中电国际技术股份有限公司总承包的巴斯坦Pak-Pattan水电站装机2台1410kW竖井贯流式机组，采用双微机监控系统，两台机组于2016年5月5日全部投产发电。

（2）机组基本参数

①水轮机

型号GZCB113-WS-260；

设计水头Hp-4.2m；

最大水头Hmax-5.41；

最小水头Hmin-3.81；

设计流量QP-40m3/S；

设计出力N-1505kW；

额定转速nr-173.6r/min；

临界空腔蚀系数2.2；

出力范围30%Mr～100%Nr；

在全部运行范围内，原型水轮机的最高效率保证值不低于92.19%，额定水头时的比转速1129m/kW。

②调速器

双调节微机型数字式调速器，具有PIP调节规律。

主配压阀直径：50mm；

额定油压：6.3MPa。

③发电机

型号：SFW-J1410-8/1430；

额定功率：1410kW；

额定电压：6.3kV；

额定电流：161.5A；

额定功率因素：0.8（滞后）；

励磁方式：微机可控砖静止励磁。

2　安装基本程序

2.1流道预埋

尾水管分两节四瓣，用吊车在抗内组装、焊接，要求中心坝轴线及高程相差不大于±1.5mm。厂房形成，电站配有35t电动葫芦起重机，管形座的内管形壳、外管形壳、下部竖井和上部竖井整体组装后吊入机坑，调整管形座确保其中心与尾水管中心相同，其误差在设计高程-1mm范围以内，因为在混凝土浇筑的时候管型座有上浮的可能。管型座外法兰面垂直度保证在0.4mm。法兰圆度保证在1mm以内。管型座外法兰面与尾水管法兰面距离保证与设计距离误差+1mm以内（考虑到伸缩节的安装）。管形座安装是整个机组安装的基准，尤为重要，用拉紧器及调整杆调整后加固，加固用的调整杆又要起到顶的作用，也有起到拉的作用。确保管型座法兰面与尾水管法兰面距离不会发生变化。管型座的形状是上游的直径大，下游的直径小，为了考虑在混凝土浇筑的时候，混凝土有一部分的压力对管型座往上游产生顶作用力，所以管型座的上游侧要有足够的支撑力，防止在混凝土浇筑的时候管型座往上游位移。管型座的内配环和外配环的内部要有足够的加固支撑，保证内配环法兰面和外配环法兰面的距离符合设计尺寸要求，其误差保证在±0.50mm范围以内，还要防止在混凝土浇筑的时候圆度不会发生变化，进行可靠的加固，再对管型座分层浇注二期混凝土，浇注时要监视其中心、垂直度和位置移动，专业人员要利用百分表全程严格监视，发现问题及时调整混凝土的浇筑方法。浇完混凝土后要进行复测。

2.2机组安装

水轮机的安装：

（1）导水机构在安装场预装，首先将外导水环安装在合适的专用支墩上，调整其水平。安装所有导叶轴承座（外导叶套筒），初步调整导叶轴承座的下端口面与外导环内园平齐，将所有的导叶对号吊入相对应的导叶轴套内，并且安装相对应的导叶拐臂和其他零部件。将装配好的外导流环套入内导流环，准备预装导水叶短轴。根据图纸要求调整外导流环法兰面与内导流环法兰面的距离。调整内导流环与外导流环X和Y轴线重合。分别把导叶短轴安装在导叶下轴承孔内部，按照图纸要求安装其所有密封。按照图纸要求安装调速环。先调整导叶轴承座（外导叶套筒），调整垫片厚度使导水叶端面间隙合格，再调整导水叶立面间隙。利用专用工具翻身起吊组装，中心误差不能大于±0.3mm。

（2）转轮室下半部分吊入，转轮室下半部分吊入暂时就位，这次暂时就位要比运行位置低20mm以上，这样不会影响后面转轮吊入时连接转轮内部操作油管的工作。

（3）组装组合轴承和水导轴承。检查所有瓦的接触面积和导瓦的间隙，要达到规程规范要求。把组合轴承全部组装在水轮机大轴工作面上，用两个螺旋千斤顶在反推力瓦的方向顶住组合轴承，使反推力瓦与镜板相接触，其间隙可靠保证为0.0mm。用百分表表座打在大轴上面，表的指针指在组合轴承的端面上，可以起到测量组合轴承的移动量数据，用另外两个螺旋千斤在正推力瓦的方向顶住，慢慢松动反推力瓦方向的两个螺旋千斤顶，正推力瓦方向的两个螺旋千斤顶同时慢慢受力，待百分表读数为0.75mm为止，也就是反向推拉瓦与镜板这时的间隙为0.75mm，正向推力瓦与镜板的间隙为“0”，调整每个正推力瓦的抗重螺栓，使每个推力瓦均匀受力在镜板上面，用每个正推力瓦的抗重螺栓的锁紧螺母把螺杆锁紧，防止运行时候松动。调整水导瓦的运行位置，将水轮机主轴和组合轴承、水导轴承整体吊入就位。调整主轴的水平，建议组合轴承方向高每米0.06mm。

（4）水轮机其它部件安装：组装好转轮，转轮油压试验达到厂家设计要求，将转轮装配在大轴法兰上。安装主轴密封。吊入转轮室上半部与下半部组合，把转轮室整体安装在导水机构外导水环法兰上，并且调整其转轮室间隙，建议转轮室间隙上部大10%。因为在运行情况下转轮室受水的重力会下沉。安装伸缩节，伸缩节与尾水管法兰连接后，测量伸缩节法兰与转轮室的间隙，建议伸缩节法兰与转轮室-Y方向的间隙为0.00mm。利用行车转动水轮机大轴，用百分表检查水轮机大轴是否有轴折，如果有轴折，处理在0.08mm以内。安装增速器，增速器位置调整要以水轮机大轴中心为基准，调整其同心度和法兰张口度。增速器与水轮机，增速器与发电机连接，都是齿轮连轴器，建议增速器大轴中心要比水轮机大轴的中心要高0.10mm左右（齿轮连轴器机构），-Y张口不能比+Y张口小。

3　发电机安装

发电机底板与发电机前后轴承底板整体吊入机坑，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，以增速器主轴法兰面为基准，粗调发电机、推力轴承及增速器底座后，再加固底板，将转子吊回安装间，浇注发电机底板二期混凝土，在安装间将转子套入定子中，整体吊入机坑再盘车，测量同心度不大于0.05mm，水平度不大0.02mm/m，调整转子和定子磁力线的中心重合，调整发电机空气间隙，保证发电机+Y方向的空气间隙比-Y方向的空气间隙不能小。

安装中的几个问题：

（1）轴线调整。机组由四条轴：水轮机主轴、发电机转轴、受油器轴、转轮体四部分组成，水轮机主轴和受油器是平面法兰连接，受油器与增速器是齿轮连接器连接，增速器与发电机是齿轮连接器连接。共设七部轴承：水导轴承、组合轴承、受油器轴承、增速器两个轴承、发电机两个轴承。因此轴线调整是整个水轮发电机组安装中的关键。以管形座中心为中心，以水导轴承为基准调整水轮机中心线。以水轮机大轴为基准，调整受油器位置，确定受油器大轴中心。以受油器大轴为基准，调整增速器的位置，确定增速器大轴的中心。以增速器大轴的中心调整发电机的位置，确定发电机转子的中心。

（2）受油器安装。受油器安装关键要确保浮动瓦的间隙，保证浮动瓦与受油器大轴的间隙在0.08～0.14之间。保证浮动瓦在运行期间能够自由整定自己的位置，不能自整位会产生烧瓦。受油器与基础板之间建议增加一块12mm的调整垫，方便受油器的间隙调整。

（3）转轮组装。转轮组装严格要安装厂家预装编号装配，转轮叶片密封严格把握装配工艺。控制好浆叶连接部位的可靠，防止在运行期间销钉脱落。校核活塞的行程，符合设计要求。测量浆叶开度，检查浆叶开度均匀和开度达到设计尺寸要求。油压试验按照规程规范要求，检查转轮油压试验的漏油情况，漏油量不能超过设计要求或者不漏油。在油压试验过程当中，油压试验期间每小时浆叶全开全关全行程两次，检查浆叶全开全关过程之中动作平稳，没有异常响声。

（4）竖井贯流式机组供油系统调整。竖井贯流式机组轴承多，这个机型有七座轴承，供油要严格调整，如果调整不当，会产生有的瓦温过高。每个轴承的进油方向都要安装调整阀门。调整每个轴承的进油流量，可以从两个方向进行：①考虑轴承受力的大小。②考虑转动速的高低。一般考虑受力大的轴承和转速高的轴承调整供油流量大一些。相反调整供油流量小一些。最后观察每座瓦的温度情况，瓦温高的供油流量重新调整大一些，瓦温低一些的轴承供油流量调整小一些。还要调整低位油箱单台供油泵的供油流量要与轴承工作用油量相平衡。最后调整结果，发电机的供油量要比水轮机的供油量大，因为发电机的转速高于水轮机的转速，发电机的环境温度要比水轮机的环境温度高。待所有的轴承供油阀门调整好了以后，把所有的轴承供油阀门的调整手轮全部锁住，防止供油阀门意外开关变化，影响低位油箱供油与轴承工作用油量不平衡，或者产生可能烧瓦。

（5）发电机二期混凝土浇筑，发电机安装在机架上面，机架四面密封，发电机定子有一部分在机架上平面以下。如果发电机混凝土底板可能积水，对发电机产生危险，建议在发电机机架与一期混凝土之间埋设一根排水管，如果发电机混凝土板渗水，就从这个排水管排入集水井，保证发电机的安全。

（6）充水试验。充水建议先充尾水，尾水充水合格再充进水。在充尾水之前在转轮室+Y和-Y方向安装百分表，用来监视转轮室在充水期间+Y和-Y的变化情况，在整个尾水冲水期间观察其百分表的读数，以充水期间转轮室的变化量与转轮室和转轮叶片的间隙相综合考虑，确定转轮室与转轮叶片有足够的间隙，保证运行的时候转轮与转轮室绝对不会碰撞。

4　结束语

竖井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，体积小，安装维护十分方便，厂房开挖量小，还可采用各种形式的增速装置，以利选用常规发电机，对中小型机组优越性更强，便于在小型设备厂家加工制造，国外有不少电站选用坚井贯流式机组，在低水头，小容量范围内有逐步取代轴伸贯流式机组趋势，其安装维护比轴伸贯流式机组还简单容易，目前国内丘陵地区低水头，大流量资源相当丰富，各地区在十三五规划中均有小水电开发项目，应用前景广阔。

谭晓文（1974-），男，工程师，二级建造师，大学本科，主要从事水电站机电设备安装、调试及试验工作。

TL733+.8

A

2095-2066（2016）17-0043-02

2016-6-1