200MW立轴混流可逆式水泵水轮机安装工艺浅谈

施小雷

中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都 610081

1 工程概况

海南琼中抽水蓄能电站位于海南省琼中县境内，其主要担负海南电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等重要任务，电站类型为日调节抽水蓄能电站，安装3台单机容量200MW立轴混流可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量共计600 MW，属于Ⅱ等大（2）型水利水电工程类型，其枢纽建筑物包括了上水库、输水系统、发电厂房、下水库四个主要部分组成，其中使用的200MW立轴混流可逆式水泵水轮机-发电电动机是由通用电气水电设备（中国）有限公司生产制造，额定转速375r/min，水轮机工况额定净水头308.00m。

2 200MW立轴混流可逆式水泵水轮机安装工艺

2.1 核查并清理设备部件、机坑

设备组装或安装以前，要对所有设备零部件进行核查，确定到货零部件的数量、规格、型号、参数等，然后对各个部件的重要接触面、分瓣面、工作面，以及其他必须进行清理的部分进行清洗、修整，找出相应的基准标记，确保能顺利进行安装。在底环进行组装前，要对机坑里衬的焊接点、焊缝进行清理防腐，然后检查是否存在杂物，并核查座环加工期间的中心高程、底环支撑面、固定导叶中心、上法兰面、接力器基础法兰中心高程、水平参数进行校核。对机坑进行测定，确定其中心、高程基准点，并根据标准详细标记，确保安装过程中正常使用。

2.2 安装工艺内容

2.2.1 测量座环安装面

导水机构安装过程中，要首先确定座环安装面相关数据，以便控制监督座环安装质量，为水轮机安装进行准确定位，包括测定X、Y中心、高程、水平，定位接力器基础板，座环上下镗口中心及其垂直度，以便确保系统能够依照工程建设要求进行合理安装。

2.2.2 底环组装

由于抽水蓄能电站机坑里衬一般为上小下大的结构形式，底环、顶盖无法直接在安装间组装，需要分瓣吊入机坑内部，然后在座环上完成组装工作，才能进行整体起吊安装。其施工空间狭小，整体吊装的风险较高。底环组装时需要借助厂家提供的专用支撑，并在支撑上布置楔子板，在支撑部分布置完成后要对其水平进行校核，确保在系统安装范围以内。在底环上进行安装作业需要使用专用的吊装工具，底环分瓣吊入机坑后要进行调平，然后安装分瓣组合螺栓，及时进行相应调整，通过人力进行扭紧，然后对其进行整体起吊，调整底环与座环安装方位一致后进行预装，预装过程中要检查底环与座环组合面间隙、底环水平、圆度、分瓣面错牙量等项目参数，然后对底环组合螺栓进行编组、标记。

待以上工作完成后对螺柱进行加热预紧，使用外径千分尺控制螺柱相应参数，确保符合安装要求。加热过程中要定期对螺柱内孔温度进行监测，防止高温影响螺柱材料性能。预紧工作完成后，对安装数据进行校核，然后再次清理底环组合缝处焊接坡口，根据系统安装要求焊接抗磨环，并严格控制焊接质量。底环焊接并处理合格以后要及时对安装面、密封槽进行清理，然后安装径向、轴向密封条。

2.2.3 安装底环

在底环径向、轴向密封已安装完成后，使用专用吊装工具起吊底环然后拆除支撑附件，将其与座环X、Y标记对正调平，并测量与调整底环与座环下环板的轴向、径向间隙、同心度。然后安装底环与座环缝合螺栓，并进行初步预拧紧，检查底环水平参数，合格后使用扭矩扳手进行紧固。在底环打压孔位置安装接头、打压管进行压力试验，使用循环增压并保压特定时间的方式进行压力试验，检查其密封性能。打压试验合格后现场配钻定位销钉孔并安装定位销。

底环与锥管间焊缝焊角保证在规定范围内，确保与过流面高差合理并平滑过渡，然后对内外部角焊缝进行处理，处理完成后及时进行探伤。清理底环分瓣面下抗磨板安装位置，涂抹保护漆后及时安装抗磨板并紧固拧断螺栓，确保抗磨板紧贴底环，错牙量在允许范围内。

2.2.4 安装导叶下套筒、下止漏环

将导叶下套筒吊运至球阀层，根据其出厂预装编号，将其运至底环导叶孔位置，然后对其清理，完成后进行密封，借助专用安装工具将下套筒安装到位，再将缝合螺栓按照规定力矩紧固并点焊。安装下止漏环时同样需要进行清理、密封，采取措施防止密封条在吊装过程中出现脱离。下止漏环吊装过程中要注意水平调整，若发生卡阻应及时观察下止漏环水平参数、止漏环与底环间隙参数是否符合要求，待下止漏环调整到位后要先进行预紧，最后使用扭力扳手进行最终紧固，待紧固完成后要及时对其直径、圆度、水平进行复核。

2.2.5 安装导叶

检查底环轴套，确保无不必要的高点，安装导叶密封并对导叶轴进行清理，根据相应编号依次进行导叶安装，将导叶垂直吊起至机坑上方，并缓慢下落至底环以上，保持接近全关闭状态形式即可。在导叶吊装过程中若出现卡阻，应及时进行检查，确定原因尽快处理，避免进去异物。导叶吊装完成后要及时将导叶轴颈与底环间隙封住，然后清理轴颈和上端面，按照要求做好分瓣顶盖的吊装准备工作。

2.2.6 安装转轮

待转轮清洗后进行吊装，然后对其进行调平，转轮就位时安排四人分别站在底环上使用10mm宽铜皮等软性物质，配合桥机进行转轮中心的初调，确保转轮与底环周边间隙相同。在泄流环上架设槽钢作为支撑配合千斤顶对转轮中心进行精调。中心调整合格后使用框式水平仪测量转轮法兰面水平通过敲击底部垫设的小楔铁来调整。调整完成后，使用胶带将转轮与座环下环板间的缝隙进行封堵。

2.2.7 顶盖预组装及其正式安装

顶盖组装前要将底环、转轮安装完成，同时上止漏环要吊放在转轮上，然后在机坑内进行顶盖组装。分瓣顶盖起吊后，要使单瓣顶盖水平夹角大于要求数值后才能吊入机坑，通过上机坑里衬后将顶盖吊水平并缓慢平稳地放置在钢支墩上。另一部分顶盖吊装时，在安装吊具前应确保合缝面与已吊入机坑顶盖合缝面在同一方向，然后在安装合缝处密封条，吊入机坑并与另一半顶盖靠拢，调整顶盖水平、组合面错牙量在合理范围内，安装顶盖组合螺栓，拧紧后使用电热棒进行加热预紧，加热过程中要定时监测螺柱内孔温度，螺柱深孔内温度不得超过350℃。

预组装完成后，要先检查顶盖导叶孔同心度、整体圆度、半径，安装相应的缝合螺丝并对称拉紧，清理密封槽后进行密封，以上工作完成后，可进行顶盖的正式安装工作。将顶盖起吊后，拆除临时支撑，检查其水平状况，存在问题的要及时进行调整，当导叶轴颈突出顶盖上端面后，观察两者间的间隙是否均匀，在保证均匀的情况下缓慢下落顶盖，避免损坏轴孔；当顶盖落到座环后检查顶盖、座环组合面间隙，确保下落到位。顶盖调整合格后对称、均布安装顶盖与座环的缝合螺栓，分多次进行对称拉紧，然后检查记录顶盖与座环间隙数值，确保满足工程要求。然后对其进行打压试验，并保压到指定时间，确保组合面无渗漏，调整合格后根据顶盖装配图钻铰顶盖与座环组合销钉孔并安装销钉。在导叶套筒上安装密封圈后涂抹润滑油吊入顶盖导叶孔中，确保转动灵，在满足安装要求后安装定位销钉、套筒固定螺栓。

2.2.8 安装控制环、导叶臂

对控制环进行清扫，检查顶盖上的控制环安装面，确保干净，然后将控制环吊入顶盖上，根据机坑内的X、Y 基准点调整控制环方位至全关位置，检查控制环与顶盖径向间隙，确保周向间隙满足施工要求，然后配装止推环压板、垫圈、缝合螺栓。吊起导叶臂后平稳下落与导叶进行套装，导叶臂下落过程中要保持水平转动，防止导叶臂下落过程中出现卡阻，并检测导叶上、下端面间隙，做好调整间隙准备。

2.2.9 安装接力器

根据现场安装要求，需要对接力器进行动作、耐压两方面的试验。其中动作试验过程中需要确保缸体底部排油阀关闭后对接合螺栓预紧力进行检查，然后由进油孔向缸体内注入46#透平油，注满后根据要求使用打压工具，选择适当的压力等级进行试验，检查其动作是否灵活、行程是否存在偏差较大的情况；耐压试验过程中要分成两个压力等级进行，并根据安装要求分别进行保压，保压时间内所有接合面、螺孔等部位应确保无明显渗漏，试验完成后应平缓泄压至零油压，然后将体内试验用油排净，将活塞打至全关等待安装。然后对接力器预装进行预装，以接力器安装基准点为基础调整各项数据，并及时进行检查，数据全部满足要求后调整接力器至相应位置。

3 结语

通过对此次海南琼中抽水蓄能电站200MW立轴混流可逆式水泵水轮发电机组安装工艺方法的分析研究，确立了科学合理的工序流程，有效避免了工序衔接错误，大大缩减了现场施工的安装周期，提升了工程建设效率，降低了工程建设成本，为以后同类机组的现场安装工作提供了充足的经验和强力指导，极大的提升了企业水利水电工程的综合建设水平。

[1] 李万长.大型混流可逆式水泵水轮机安装工艺探讨[J].青海电力，2009（S2）：10.

[2] 胡鹏程，朱建波.混流可逆式水泵水轮机尾水管安装技术规范探讨[J].水电站机电技术，2006（4）：60.