浅谈燕山水库电站水轮发电机安装工艺

2016-08-11河南省水利第二工程局河南省郑州市450016

低碳世界 2016年9期

关键词：水轮导叶水轮机

胡　翔（河南省水利第二工程局，河南省郑州市 450016）

浅谈燕山水库电站水轮发电机安装工艺

胡翔（河南省水利第二工程局，河南省郑州市 450016）

水轮发电机是电站施工的技术重点和难点，本文依据实践经验对燕山水库电站的水轮发电机安装工艺及方法做了详细的叙述。

水库；水电站；水轮机；安装技术

1　项目背景

燕山水库在沙颍河主要支流澧河上游干江河上，是历次淮河流域规划中为提高沙、澧河防洪标准和综合利用澧河水资源而选定的大型综合利用水库，是19项治淮重点工程之一，亦是河南省“十五”计划的重点项目。

坝址在河南省京广铁路以西叶县境内保安镇杨湾村老官寨水文站下游约1.6km处，控制流域面积1169km2，采用500年一遇洪水设计、5000年一遇洪水校核，总库容9.25亿m3。是一座以防洪为主，结合供水、灌溉，兼顾发电等综合利用的大（Ⅱ）型水利枢纽工程。

电站装机容量为3×630kW，设计水头13.74m单机设计流量5.61m3/S，水轮机安装高程为89m，尾水池设计发电水位为91m，最低发电尾水位为 88.722m，最高发电尾水位为92.592m。

2　水轮发电机组安装施工程序

发电机下机架预安装→发电机定子安装→水轮机转子吊入、找正→导水机构安装→发电机下机架正式安装→发电机转子吊入、找正→发电机上机架安装→水轮机、发电机连轴→水轮机导轴承安装、发电机推力和导轴承安装→盘车→发电机滑环安装、速器安装及静、动态试验→水轮机启动试运行。

3　水轮发电机的合理安装

3.1发电机下机架预安装

下机架中心、水平度、高程符合要求后打入定位销，然后进行预组装，完成后拆除定位销。

3.2发电机定子安装

发电机定子是用螺栓固定在基础板上的，而基础板由地脚螺栓固定在混凝土结构上。整体结构的定子，吊入后即可调整其位置。定子调整合格后需将垫板、楔子板、基础板等点焊固定；对调整位置时用的拉紧器、钢筋等也需要点焊牢固；对已经锚固的地脚螺栓在它受力以后也应点焊，对双头螺栓只初步拧紧，要在浇筑混凝土并最终拧紧后才点焊。然后浇筑二期混凝土，定子机座与基础板之间的定位销一般应在二期混凝土初凝以后才钻、铰，最后打入销钉固定。

3.3水轮机转子吊入、找正

清扫机坑后在基础环表面对称布置4组楔子板，作为转动部分吊入的支点。转动部分吊起后应成垂直状态，吊入机坑应对正中心位置，再平稳落在楔子板上。最后进行中心位置的调整、固定（包括：高程、中心位置和上法兰面水平度的调整、转动部分的固定）和轴线垂直度的测量和调整。

3.4导水机构安装

导水机构安装步骤：①吊装主要零部件（包括：吊装底环、吊装活动导叶、吊装顶盖、安装导叶套筒）；②调整导叶端面间隙（包括：安装导叶臂及压盖、调整导叶端面间隙、安装并调整止推块）；③调整导叶立面间隙（包括：检查及修整导叶立面、安装导叶的传动机构、导叶立面间隙的检查调整、调整推力器压紧行程、导叶开度检查）。

3.5发电机下机架正式安装

吊入下机架，对正中，打入定位销。

3.6发电机转子吊入、找正

先进行准备工作（包括：①检查及试验起吊机具。②安装制动器及其管路系统。③按发电机转子的工作位置准备支撑）。然后进行发电机转子的吊入，发电机转子是机组的最重部件，而且尺寸大，四周的间隙小，因此在吊入、移动及吊入的过程中，应小心谨慎的进行。发电机气隙应符合设计值并且四周均匀一致。实际测量时需对每一个磁极上、下两端都进行测量，按平均气隙计算，允许的最大偏差不得超过设计气隙的± 8%～±10%。

发电机转子中心位置的调整，通常用上导轴瓦和调节螺栓挤动；而转子的过程和垂直度用改变制动器垫块来调整。

3.7发电机上机架安装事先研、刮镜板和压力轴瓦。抗重螺栓、螺母、锁紧装置等经过清洗，并在轴承油箱上试装配。吊装上机架、检查及调整它的中心位置、高程、和水平度。安装推力瓦，将镜板摆到推力瓦上，用圆周上对称分布的3或4块推力瓦支撑镜板。对镜板背面进行测量，调整其高程和水平度，直到符合要求。

3.8水轮机、发电机连轴。

3.9盘车（即水轮发电机组轴线的检查和调整）

3.9.1盘车前的准备工作

（1）推力轴承安装完毕并调整合格。

（2）在推力头上作好分度及标记，按反时针方向将测点编为1～8号。

（3）安装上导轴承支架并对称地装入4块导轴瓦，调整上导瓦固定主轴中心位置，上导瓦间隙不大于0.03～0.035mm。

（4）上导瓦和推力瓦均用猪油作润滑剂。

（5）架设好百分表。

（6）准备使转子转旋转的工具。

（7）各层百分表由专人读数和记录，统一指挥，逐点测记。

3.9.2轴线检查的标准

表1　轴线双摆幅的允许值

3.9.3轴线调整

轴线调整是分两次进行的：先修刮绝缘板，使发电机轴线变成铅垂线；再修磨法兰面，使水轮机轴线变成铅垂线。

3.10水轮机导轴承、发电机推力和导轴承安装

3.10.1水轮机导轴承安装

事先进行轴与瓦的研、刮及预装配。轴承的预装配一方面是轴承自身个部分的组合、检查；另一方面是轴承体或油箱与水轮机顶盖之间的预装及定位。对分块瓦式导轴承，油箱的内壁往往是套在主轴上的，预装时应注意它与主轴的配合关系。而预装的重点在于轴承架，例如应检查、试装调整螺钉，检查轴瓦在轴承架上的位置等。对筒式导轴承，预装的工作是轴承体，例如它本身的结合，筒式瓦与轴承体的结合；轴承体与固定油箱，与传动油盆的配合关系等。在盘车后正式安装。轴瓦间隙是轴承正常运行的关键，必须根据厂家的要求和轴线的实际情况来决定。安装附属装置并充油，准备试运行。调整轴瓦间隙以后，安装测温装置、油管、水管等附属装置，然后充油至要求的高度。再封盖准备试运行。

3.10.2推力轴承的安装

推力轴承不仅要承受机组转动部分的重力，还要承受运行时的轴向水推力，是机组各轴承中受力最大的一个。同时推力轴承又是决定机组轴线是否铅直的重要轴承。为了保证机组正常运行，推力轴承安装应达到的基本要求是：①转动部分连接紧密。不允许松动。镜板的工作平面应与轴线垂直。②推力瓦的工作表面应成水平状态，达到应有的工作过程。各推力瓦受力均匀。③从镜板到抗重板，应对推力头和轴承油箱绝缘。

3.11水轮机滑环安装、调速器安装及静、动态试验。

3.12机组启动试运行

机组启动试运行包括冲水试验（水工部分的冲水试验、水轮机的冲水试验）、机组的首次启动和试运行、空载试验（调试器空载试验、励磁系统调整试验、电气回路试验检查）、带负荷试验、甩负荷试验、72h试运行试验。