东武仕水电站增效扩容改造工程机组安装中出现的问题及处理

孔虎泰

(东武仕水电站，河北 邯郸 056000)



东武仕水电站增效扩容改造工程机组安装中出现的问题及处理

孔虎泰

(东武仕水电站，河北 邯郸 056000)

摘要：在增效扩容项目机电设备改造中，把握新旧设备的良好衔接，准确就位，切实达到更新改造的目的是一个重要的问题。因此，在旧设备拆除前要对所有相关的设备做好详细的测量记录，给新设备的设计提供一个完整的系统的数据单，确保新设备能够与旧设备良好的衔接，达到设计要求，满足正常运行要求。图3幅。

关键词：水电站；增效扩容；机组安装；发电机轴；衔接；安装位置

1电站概况

东武仕水库位于河北省磁县县城以西约7 km的东武仕村，子牙河系滏阳河干流上游，控制流域面积340 km2，总库容1.615 亿m3，是1座以防洪和城市工业供水为主，兼顾灌溉、发电、养殖、旅游等综合利用的大(2)型水利枢纽工程。东武仕水电站是东武仕水库水利枢纽工程的一个组成部分，属坝后式电站，于1971年开始建设，1975年正式发电，装机容量2×3 200 kW，设计水头28.9 m，设计发电流量25.2 m3/s，水轮机型号HL123—LJ—140，悬吊式机组。

2014年电站进行了增效扩容改造工程，本改造工程主要是对机电设备进行了更新改造，主机方面是发电机不变，水机是在不改变原固定部件情况下对转动部件进行了更新(即除蜗壳、座环等在混凝土中的固定部件没变外，其余转动部件都进行了改造)。

2机组安装过程中出现的问题

按照监理批准的安装步骤和要求，在机组的上下中心全部找正后，开始回装机组。当安装进行到安装发电机部分时， 2号机组的发电机转子装上推力头后，将转子从制动风闸上降到推力瓦上时，发现发电机轴和水轮机轴之间的间隙偏大。于是查阅图纸并对两轴间隙和转轮动静密封环的相对位置进行了测量，结果发现两轴间隙偏大了7 mm(即现在发电机转子按原位置就位，水轮机按图纸就位，此时发电机轴应和水轮机轴紧密接触，但现在是两轴有7 mm间隙)。由于发电机部分未改造，若不加处理就进行安装，将会把水轮机提起7 mm,这样将使得转动密封环相对固定密封环提高7 mm,造成密封环不对应，水的流态将劣变，效率降低；同时漏水量加大，而且导叶在开的方向也增加了碰撞转动密封环的可能。

3查找原因

发现问题后就开始查找原因，对安装过程中各部件安装位置进行了复核。经复核，水轮机部分都是新到货的设备，数据与图纸相符，而且安装位置复核也符合图纸要求，故水轮机部分安装没问题。发电机部分是原设备，安装过程只是按照原来位置装回即可；定子没换且找正时略微偏移一下，高程不会变，上机架没换高程也不变，安装中只是在装上镜板找水平时对抗重螺栓进行了调整；但这样的调整最多不会超过0.5 mm，与7 mm相差悬殊，故不是调整抗重螺栓造成的，也就是说发电机部分安装没有问题。只好将原发电机图纸找出，核对图纸和设备的相关数据是否相符，结果发现原发电机轴与推力头相对应部分的实际长度是283 mm，而原图纸上所示是290 mm，即发电机轴长度短7 mm，也就是说原机组推力头在轴向安装实际位置比图纸所示位置偏高7 mm。

4新旧水轮机部分对比分析

从图1可以看出转轮下静密封环和底环是分体的(见图1)，下密封环在底环的下部，即使转轮安装位置偏高7 mm，无论什么工况下，底环上的导叶也是不可能碰撞到转轮下动密封环，只是运行中密封效果不好，漏水量加大，效率降低。

图1原水轮机总装图局部示意

从图2可看出改造后转轮的下静密封环与底环是一体的(见图2)，即下静密封环直接镶嵌在底环上，相对原下静密封环轴向位置抬高了，但同时转轮的下动密封环处相应提高了；若此时新转轮安装位置偏高，则在特殊运行工况下可能使导叶碰撞到转轮下动密封环，同时还引起漏水量加大，效率降低，运行不稳定。

图2改造后的水轮机总装图局部示意

5方案比选

由上可知，发电机轴必须要想办法降低7 mm。因此考虑到定转子之间相对高差，因为转子和轴没变动，是原机组装配好一体的，降发电机轴则同时转子也一同下降；于是又实测了定转子之间相对高差，结果是现位置转子比定子相对高4 mm，正好符合相关规范规定 “不超过定子铁芯有效长度的±0.15%，但最大不超过±4 mm” 的要求，而现在需要下降7 mm；也就是说降低后转子比定子相对低3 mm，也符合规范要求。

从图3可看出(见图3)，要想调整轴的上下位移有2种方案：一是调整抗重螺栓降低7 mm，使推力瓦、镜板、推力头、轴整体下降，达到安装要求；二是推力瓦架下平面整体车去7 mm，也可达到安装要求。

图3原发电机部分中上导推力轴承局部示意

第1种方案，降低抗重螺栓。据图可知，调整抗重螺栓后，推力瓦的导向槽高度不满足要求，需要将8块推力瓦内圆上的导向槽对应位置车去7 mm(否则推力瓦将无法水平)；同时将上导及下导油盆的内挡油筒和溢油管同时车去7 mm,使内挡油筒的高度与推力头(或轴领)高度相对应。

第2种方案，推力瓦架下平面整体车去7 mm。只需要将上导及下导油盆的内挡油筒和溢油管同时车去7 mm,使内挡油筒的高度与推力头(或轴领)高度相对应。

通过对以上2种方案的比较，可知第1种方案操作费时费工相对麻烦，而且上导径向瓦将与镜板发生轴向7 mm位移，故采用第2种方案。

6结论及提示

按照第2种方案进行了加工，最终回装时联轴安装，机组轴向各种静态数据达到规范要求，经整体盘车各项参数均符合要求。经试运行，各项动态参数均满足要求，增效扩容改造工程取得良好效果。这次安装过程最大的体会是安装单位在工作中不但要把好新到货设备的关，即复核到货设备的各项数据与图纸的符合情况，还要注意这种改造工程中需要新旧设备相联系部分的确切数据，而不是只参考原有设备的图纸来指导工作，避免原有设备与原图纸不符的情况出现，造成施工中依据错误，出现不必要的麻烦。

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责任编辑吴昊

作者简介：孔虎泰(1973-)，男，高级工程师，主要从事水电站运行与管理工作。

收稿日期：2016-01-05

E_mail：13784014563@163.com