抽水蓄能电站导水机构取消预装的实践与探索

何永清，刘建权，吕阳勇，蒋明君

（江苏句容抽水蓄能有限公司，江苏 句容 212416）

1 实施背景

江苏句容抽水蓄能电站（以下简称句容电站）安装6 台22.5 万kW 可逆式水轮发电机组，总装机容量135 万kW。句容电站导水机构主要由顶盖、底环、活动导叶、控制环以及导叶臂、连接板、连杆、偏心销和连接销等组成的传动机构系统。

2 常规导水机构安装方法

抽水蓄能电站导水机构安装精度高，为了保证导叶端立面间隙，导水机构正式安装前一般都进行导水机构预装[1]，检查导叶的端立面间隙，确保导水机构正式安装不出现问题。以图1 导水机构预装流程为例，预装的顺序为：①分瓣顶盖吊装，机坑内组装，上止漏环安装；②除X/Y 方向四个活动导叶外，其余活动导叶安装；③导叶套筒安装，顶盖就位，中心调整，导叶端立面间隙调整；④定位销孔钻铰；⑤轴承体、主轴密封支架预装。导水机构预装完成后，各部件拆解，顶盖临时悬挂在机坑内，进行导水机构正式安装（安装流程见图2）。若导水机构预装过程中，导叶端立面间隙不满足要求，可对导叶或者顶盖进行打磨加工，保证间隙合格后开展后续工作。

图1 导水机构预装流程框图

图2 导水机构正式安装流框程

3 取消导水机构预装前提

导水机构预装时间久，耗费施工资源多。如何在保证安装质量的情况下取消预装，句容电站仔细研究预装的必要性，与制造厂、设计院、施工单位、监理单位有关专家人员多次交流沟通，在机组安装过程中做了以下措施：①对活动导叶尺寸进行出厂测量见证，确保活动导叶尺寸满足设计图纸要求；②以活动导叶实际测量尺寸为基础，与制造厂设计人员沟通确定座环打磨范围，计算打磨量，在座环打磨过程中严格控制打磨精度，最终上、中、下环板打磨后水平0.05 mm，精度达到行业领先水平；③导水机构连同座环共同在制造厂组装并出厂验收合格。满足以上3 个条件，句容电站首台机组导水机构开始直接安装，进行安装实践。

4 句容电站导水机构安装方法

鉴于前面3 条前置措施，句容电站导水机构采用直接安装的方法，取消预装，并优化直接安装施工工艺，最终导水机构安装质量满足规范和设计图纸要求。详细安装流程见图3。

图3 详细安装流程

4.1 顶盖拼装

清理顶盖把合面，安装分瓣密封条，将分瓣顶盖吊起，缓慢靠近另一瓣顶盖，待两瓣顶盖持平、把合孔对正后，装定位销，把合顶盖螺栓，按要求进行预紧。顶盖拼装完成后在顶盖X/Y 四个方向预先安装4 个套筒（带密封），便于顶盖安装时就位。顶盖就位后安装剩余套筒。

4.2 上止漏环安装

在顶盖拼装完成后进行上止漏环安装[2]。首先将顶盖整体起吊一定的高度，留足止漏环提升空间及操作空间，采用全牙螺杆固定及提升止漏环，待上止漏环与顶盖把合面距离足够时安装密封条。止漏环就位后安装定位销、把合螺栓及附件。

4.3 顶盖临时悬吊

上止漏环安装完成后，将顶盖悬吊在机坑里衬的悬吊孔上临时悬挂。

4.4 导叶安装

清理底环导叶孔和底环抗磨板，安装底环导叶孔U 型密封圈和O 型圈，然后分别将活动导叶按照编号吊入底环导叶孔，导叶吊装时应保证导叶在垂直状态，将导叶平稳插入导叶轴孔，导叶进入轴孔时若出现卡阻，不得强行落下导叶，应分析卡阻原因，处理后方可落下导叶[3]。

4.5 顶盖安装

顶盖安装前全面清理干净，然后将顶盖吊起缓慢下落（顶盖下落至距座环足够距离时安装各配合面的密封条）。顶盖导叶孔与活动导叶编号对应，直至放下顶盖在座环上[4]。调整顶盖位置，测量顶盖中心、上下止漏环间隙值，安装剩余导叶套筒（导叶套筒U 型密封圈和O 型圈提前安装完成），确保导叶套筒无卡涩装入。随后进行顶盖座环把合螺栓安装，拉伸50%螺栓，完成后用塞尺测量上下止漏环间隙值、活动导叶端面总间隙值并记录。满足设计要求后钻绞顶盖定位销孔并再次进行剩余50%螺栓的拉伸，随后进行顶盖密封水压试验。

4.6 水导轴承体、主轴密封支架预装

首先将主轴密封支架吊装至顶盖内就位，调整主轴密封支架的中心、方位，调整合格后把紧螺栓。随后将主轴密封水箱吊至密封支架上安装组合面圆柱销及螺栓，调整水箱中心合格后把紧螺栓。将主轴密封水箱支架同顶盖同钻绞并试装定位销，试装完毕后将其拆除。然后将水导轴承支架吊入机坑同顶盖装配，调整其中心、方位，调整合格后把紧螺栓。按图纸要求将轴承支架与顶盖同钻绞，试装定位销完毕后拆除支架[5]。

4.7 导叶附件安装和间隙调整

将导叶止推压板、止推块安装在导叶臂上，把紧销钉及螺栓并锁固。随后将导叶臂按照编号吊起至导叶上方并调平，缓慢降落导叶臂进入导叶上轴领，来回转动直至导叶臂平稳的落到导叶套筒法兰面上，调整导叶臂与导叶位置相对应，安装销套，试装锥销（导叶端面间隙调整合格后再安装）。将连接板（带摩擦轴衬）按照编号套进拐臂，套入后调整连接板与导叶臂的剪断销孔对齐，检查连接板与导叶臂之间无间隙。根据标记安装剪断销，调整位置，装好剪断销压板。按照设计伸长量对导叶连接板的摩擦轴衬螺栓进行预紧。安装止推压板螺栓、销钉及止推垫片，用塞尺检查止推压板与推力板的间隙满足设计要求。测量端盖厚度，测量完成后按编号安装端盖，利用导叶提起螺栓提升导叶，调整导叶端面间隙，导叶端面间隙调整完成后通过端盖的测量孔用深度尺测量导叶上端面到端盖上平面的距离，计算出调整垫片厚度，在导叶顶部安装相应厚度的调整垫片，装入密封圈，重新安装端盖，导叶提起螺栓再次打紧，确保导叶上下端面间隙满足要求。转动导叶臂将导叶关闭，用钢丝绳捆绑导叶，收紧钢丝绳将导叶调整至全关位置，测量导叶分布圆半径满足要求，否则松开钢丝绳重新捆绑。随后测量导叶立面间隙，保证导叶立面间隙为0，否则需要调整偏心销，直至所有导叶立面间隙为0。调整完成后打紧导叶和导叶臂之间的销钉，安装顶塞，按要求拧紧。止推压板把合螺栓、导叶提起螺栓等需点焊锁片锁死。

4.8 控制环安装

将控制环水平吊起缓慢放在顶盖的安装位置上，根据机组X、Y 中心线调整控制环大耳柄中心方位，将控制环调到全关位置。调整控制环垂直抗磨板与顶盖抗磨板之间的间隙，轴向应均匀，检查水平抗磨板与顶盖抗磨板之间应无间隙。装配控制环压板，把紧压板螺栓。

4.9 接力器安装

将接力器吊入水车室，调整接力器中心、水平和高程，安装调整垫板，均布把合螺栓。随后测量接力器推拉杆接头中心到控制环大耳柄中心的距离，综合考虑确定调整垫片的加工厚度。加工量确定后将接力器拆下原地放置，将拆下的调整垫片进行配刨加工，打好标记。正式安装接力器，调整接力器中心、水平和高程，合格后安装所有的把合螺栓并按力矩要求把紧，用塞尺检查接力器调整垫板与基础板之间的间隙（0.05 mm 塞尺检查不能通过），并再次对所有数据进行复测，钻绞接力器后盖与接力器基础板之间的销孔，安装定位销。测量接力器活塞处于全关、全开位置时，活塞杆插头上的平面与控制环高程差配刨推拉杆垫片，打好标记，使接力器推拉杆插头处于全关全开位置时，上平面高程与控制环大耳柄上的平面高程差满足设计和规范要求。清理安装上下连杆及销钉垫片。

4.10 静态调试

完成接力器安装和压紧行程调整后，进行导水机构静态调试，采用接力器开关活动导叶，目视检查导叶在打开过程中是否转动灵活，有无发卡现象，观察连接板与控制环、控制环与顶盖等构件是否有干涩出现的擦挂情况。

5 总结

相较于导水机构预装加正式安装，句容电站所采用的导水机构直接安装工艺，可以大规模节省工期，节约施工资源。通过以上安装方法，句容电站已经完成1 号机组导水机构安装，约30 d 完成，对比导水机构预装加正式安装可以节约工期一个月左右，6 台机组可节约工期半年时间，且安装质量和精度均满足规范和设计图纸要求。本方法可以作为抽蓄行业内典型经验进行参考学习。