中小型混流式机组安装工艺探讨

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

1 工程概况

茶布朗水电站位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内，系木里河干流(上通坝～阿布地)水电规划“一库六级”的第3级水电站。电站采用引水式开发，闸址位于木里河干流瓦郎沟沟口下游1.5km处，右岸引水至茶布朗大桥下游1.5km处建厂发电，闸、厂址相距约20km。电站安装四台单机70MW的混流式水轮发电机组，总装机容量280MW；最大水头257.6m，最低水头218m，设计额定水头220m，总库容316m3，调节库容172m3，具有日调节能力；年利用小时数5210/5820h(单独/联合)，多年平均年发电量12.511/13.978亿kW·h(单独/联合)。

1.1 水轮发电机结构

机组为立式布置。水轮机为混流式结构，水轮机主要由预埋部分、埋入部分、导水机构装配、转动部分、主轴密封装配、轴承装配、水气管路、调速器油管路、接力器装配等部分组成；发电机为立轴悬吊式结构，具有上、下两个导轴承，分别在上机架中心体和下机架中心体内。推力轴承位于上机架上方的推力油槽内，与上导轴承各用一个油槽，并采用内循环冷却方式。发电机通风型式为双路无风扇密闭自循环空气冷却系统。它主要由定子、转子、上机架、下机架、推力轴承、辅助接线、灭火水管、制动器管路、空气冷却器装置等组成。

1.2 水轮发电机主要参数

水轮发电机主要参数详见表1、表2。

表1 发电机参数

表2 水轮机参数

2 混流式水轮发电机组安装流程

茶布朗电站水轮发电机组按照常规的工艺流程，在机组埋件安装时，以土建预留坐标点控制水轮机尾水肘管和锥管的中心和高程，锥管上端为不锈钢伸缩节与座环焊接相连，以电站控制网点控制座环与转轮室的中心及高程，后续的机组各部件安装都以座环中心、高程为基准。

在4台机组安装过程中，根据机组的结构特点以及现场运输的问题，对局部安装工艺流程进行调整，如首台尾水肘管及锥管安装时，厂房安装间尚未形成，因此，直接在机坑进行组装、焊接并调整就位；座环分成两瓣运输至现场，在安装间组装完成后吊装至支墩上；发电机定子及转子安装时，考虑到定子设备在工厂已经叠片下线分三瓣运往工地，现场安装时直接进行定子组圆、下合缝线以及试验；转子由于运输条件，直接在现场进行热套轮毂、叠磁轭冲片、挂装磁极与试验。安装质量结果表明工艺流程调整是合理的。

3 机组主要部件的安装工艺

3.1 导水机构安装

由底环、顶盖、导叶、控制环、套筒、叉头装配、剪断销、导叶摩擦拐臂装置等零部件组成。导水机构为水轮机流量调节机构，其作用是使水流按规定的流量和环量进入转轮，直接调节和控制机组的出力，并能将机组径向力传递到座环基础上去。在安装完成后导叶端面间隙应符合设计要求(上下端面间隙为0.20mm～0.40mm)。导叶止推环轴向间隙不应大于该导叶上部间隙值的50%(止推环轴向间隙0.20mm～0.40mm)，导叶应转动灵活，在导叶最大开度时(123.3mm相邻导叶开度不超过2.46mm)，导叶与限位块的距离应符合设计规定，无规定时为5mm～10mm，导叶在全关并钢丝绳捆紧的情况下用0.05mm塞尺进行导叶立面间隙的检查不能通过(局部0.08mm，累计长度不超过导叶高度的四分之一)，导叶在钢丝绳捆紧以及控制环在全关的位置进行连杆的调整(两孔距离为420mm，水平不超过0.10mm)。导水机构预装合格后，在底环、顶盖与基础环、座环铰孔结束并验收合格，正式进行导水机构的安装，导叶与发电机轴承同心，导叶传动机构工作灵活可靠，导叶端面、立面间隙均符合规程要求。

3.2 转子安装

转子采用无风扇结构，由磁极、磁轭、主轴、转子支架等组成。先进行磁轭冲片及通风槽片去锈、除毛刺、过秤、测量厚度并配重分类；完成后立发电机轴至热套支墩上，通过设计图纸计算出转子支架需加热膨胀量以及加热时间(过盈配合为0.55mm～0.75mm，应考虑热套时间以及环境温度引起的收缩量)；在热套完成后将大轴吊至检修支墩进行磁轭冲片的叠压，先进行下磁轭压板定位(磁轭半径符合设计要求)，在叠片的过程中注意调整磁轭外圆对齐以及定位螺栓松动灵活，确实定位的准确性，防止出现锥变或过大的不圆度，叠片在二分之一时应进行预压紧，预压合格后用长度适宜的型钢作拉筋，焊在磁轭外圆，每个磁极键槽处一根，拉紧磁轭，在叠压完成后(叠压系数不小于0.99%)，安装上磁轭压板，进行最后一次压紧，割除所有工艺拉筋；在叠压偏差过大时，用厂房桥机铣削螺杆的螺孔，铣削一个螺孔完成后更换为永久性螺杆并把紧；进行制动环板的安装，固定制动环的螺栓突出螺帽长度应不突出制动环板高度(至少2mm余量)，制动环安装后径向水平偏差不大于0.50mm，整个圆周的波浪度不大于2mm;进行磁轭键糟的铣削(根据磁轭冲片错牙及支臂与磁轭间隙的大小以及磁轭外径的尺寸，计算铣刀的厚度，厚度通过铣刀中间加金属垫片调整)，完成过后进行磁轭冷打键，打到一定的时候进行磁轭加热(通过计算出加热膨胀量，并做好长短键记号)，在膨胀量达到要求后，断电停止加热，将磁轭长键对称、均匀、快速(多人轮流)打入键槽内，到划线部位停止；在挂装磁极的时候磁极键槽与磁轭键槽铣削方法一样，检查磁极背部与磁轭的接触面是否平整，端压板有无高出铁芯的地方，如不平或有高出的地方，应用砂轮机修磨，磁极根据引出线方向、极性与重量进行配重，挂装过后进行打磁极键，检查磁极的高程及圆度符合设计要求后做磁极电气试验，合格后对各部位检查、清扫以及紧固后喷漆，最后对转子整体电气试验合格通过。

3.3 推力轴承安装

推力轴承采用双层瓦加托盘的刚性支撑方式，推力轴承共设有8块瓦，瓦面材料采用聚四氟乙烯弹性金属塑料瓦。在吊装镜板前上机架已经安装调整完成(不会引起镜板的水平误差)，在完成镜板水平调整后进行推力头的热套，镜板与推力头连接完成后进行推力头水平及受力的调整。安装中采用电气盘车(每一个点都必须消磁)，但在1号机盘车时机组法兰和水导处摆度较大，不得不在推力头部位加垫铜皮来调整摆度，加垫过后下导轴承摆度不符合标准，经过分析是由于发电机轴和水轮机联轴面不平造成的，通过对联轴法兰进行处理后符合要求。通过研究对盘车工艺进行了调整以及对法兰面的严密检查保护，在后面几台机组安装过程中，先进行发电机轴盘车再进行联轴总体盘车，实践证明，这一判断是正确的，在其余几台机组安装时，轴线摆度满足优良标准。

4 结语

本文对茶布朗电站混流式水轮发电机组安装流程及导水机构、转子、推力轴承等安装工艺进行了探讨，根据厂家技术要求以及国家规范制定一个好的安装程序，有利于提高安装效率，确保安装工程质量，节省电站安装工期，对同类型的中小型混流式水轮发电机组安装起到指导和借鉴作用。