王甫洲电厂水轮发电机组安装流程简介

□关纲要 任明喜

汉江王甫洲水电站位于湖北省汉江中游，上距丹江水电厂30km。电站由长江委设计院勘测设计，湖北省汉江开发有限责任公司开发，葛洲坝安装公司负责安装。该电站总装机容量为109MW，装有四台灯泡贯流式机组，单机容量27.25MW。四台机组全部是从奥地利依林公司引进的成套设备，其中水轮机由ANDRITZ公司分包制造。王甫洲水电站主体工程于1997年3月18日开始施工，1998年8月10日1号埋设件安装，11月12日开始安装主机设备，2000年4月29号首台机组并网发电，12月底另外三台机组相继投产发电。

一、水轮机主要部件安装

（一）水轮机安装

水轮机的主要参数及结构特点见下表：

（二）水轮机主要特点

水轮机转轮叶片有4个。导水机构由外、内配水环和活动导水叶、拐臂直杆及控制环组成。外配水环为4 瓣，内配水环整体制造共有16个活动导水叶，导叶与水轮机主轴轴线的夹角为60°，圆锥形布置。导叶卡阻采用弹簧连杆保护，连杆压缩后进行自动报警。该机组为单轴结构，与发电机直接连接，主轴为空心结构。控制环上设有重锤装置，其重量为17t，当油压装置出现事故，低油或低油位时，利用重锤的重量自动关闭导水叶。配水器重量为130t。

（三）水轮机主要部件的组装

1.管型座、壁环和内锥体安装。管形座是整个灯泡贯流式机组的基础，分别由内外管形座、上部竖井和下部竖井构成，其中上、下竖井为主要受力部件。内管座分泡体的上下两部分。首先安装的是下支柱。先为下支柱安装支架，并预备液压千斤顶。还要安装4 套管型座支架，并把它焊接在一起。提供间距管，作调整各部件之用。在管型座下部与上部安装吊具。先将下支柱吊入，调整好体高中心，支撑并固定。接着吊入下泡体，与下支柱用螺栓进行连接。在连接过程中要支撑起下泡体，并用间距管尽可能调整至精确位置。接着将上泡体就位，与下泡体螺栓连接。上泡体连接好后，将上支柱就位，与上泡体螺栓连接。为支撑下部四分之一壁环，在泡体上焊接支架，将下部四分之一壁环就位，并支撑。将安有支撑盖板的内锥体就位，与泡体用螺栓连接，并用间距管将下部四分之一壁环支撑住。将壁环两侧就位，用螺栓和销钉连接，相对内锥体进行调整和支撑。接着将上部四分之一壁环就位，用螺栓和销钉连接，安装支撑和间距管。调整完后，将下支柱与安装支撑焊接一起。待浇混凝土后，现场焊接各壁环间的安装缝及焊接壁环与上、下支柱间的连接缝。另外在浇混凝土时下支柱应和发电机支座一起浇筑，上支柱应和发电机仓盖一起浇筑。

2.转轮、转轮室和浆叶组装。安装带进人孔盖的下部转轮室时，发电机侧用螺栓与导叶相联，尾水管侧支撑住。卸去主轴端转轮体的运输盖板，拆掉运输滑轨，堵塞平衡环上的四个螺纹孔，安装转轮体上的中间环和供油管。将四根带有螺纹的锥销交叉插入联结螺栓孔中，这些锥销用来导向并连接水轮机轴和转轮体。降低不带浆叶与滑轨的转轮体。把转轮小心靠近主轴，使锥销与主轴上的相应螺纹孔对正。把锥销插入孔中，拧紧锥销螺母，使转轮体与主轴栓紧，并注意供油管应与主轴上的相应孔对正。作完上述工作后，将所有盖板和起吊装置拆掉。用已装好的专用起吊装置安装浆叶。吊起浆叶时，使之成垂直状态将浆叶插入安装。泄水锥由两部分组成。泄水锥1 已在工厂安装好。泄水锥2 通过安装卡环就位，并与泄水锥1 螺栓连接。返回螺杆的过套处要在正确位置进行安装。返回杆装好后，泄水锥盖板才可安装。

二、发电机部件安装

（一）发电机主要规范

（二）安装中的主要特点

机组的支承方式为主支撑管形座辅助支撑灯泡头水平浮动支撑，转轴部分采用双点悬臂结构。轴承由水导轴承和组合轴承组成。其中组合轴承包括正推、反推和发导轴承。水轮机和发电机共用一条大轴。径向轴承为圆筒结构，推力瓦及径向轴承不需进行研刮，轴承安装在锥形的轴承支架上，与管形座上游法兰连接。定子绕组连接方式为单支路星形连接支承方式。定子直径为7 300mm，定子长度为2 650mm，定子重量为90.8t，转子重量为92t，发电机总重约254t。

（三）发电机的安装

1.转子组装。转子的轮辐和轮环为整体运输。转子轮环要平放在地板上。制动环应朝上，以便配线。磁极组装前应先测量每只磁极的绝缘电阻，然后用专用吊具（起重带）吊装磁极。磁极用螺栓固定在轮环上，并按磁极号码连结磁极接头、阻尼环和磁引线，然后测量其绝缘电阻、阻抗和耐压试验。合格后，再拆卸4只磁极，安装转子起重装置，并准备将转子吊入机坑。事先检查好水轮机法兰，通过装在法兰上的一只专用导向螺栓进行组装，在螺栓拧入法兰之前要抹润滑脂。为了在法兰分布负荷，法兰上均布有固定螺钉。水轮机法兰和转子法兰的孔是用样板予钻打的。孔径达到要求后，用磨孔装置磨光。接着组装剩下的4只磁极，4只磁极安装完毕后，再作一次电气试验。

2.定子组装。在定子装入机坑前，要为定子做高压试验。将定子加热至表面没有潮气后，再测量绝缘电阻值和绝缘时间常数，还要进行规定的AC耐压试验。在定子机座上安装起重装置。将定子吊起并翻身，在清扫后方可落下操作。注意，必须放好橡胶密封条，并使用橡胶液体粘附剂，分别在不同位置的法兰槽内和橡胶密封条上抹若干点，等到液膜变干后，将橡胶密封条塞入槽中粘附就位，然后再在橡胶密封条上抹一些牛脂白铅混合物。定子套入转子时要特别仔细，套入过程在气隙中用绝缘条作保护。到位后，插入螺栓稍稍拧紧，然后用千斤顶调整定子以达到气隙正确。完成后在管形座的挡块与定子法兰之间的缝隙塞入楔形垫隙片。最后拧紧所有螺拴，松开桥机。在销钉铰孔前必须校核一遍气隙。用定子钻铰装置和磁力角度钻机铰合缝销孔，并打入销钉。

3.灯泡头与冷却套组装。发电机泡头须在现场焊接好，在泡头法兰的设计位置组装8只制动器，组合好后。吊入机抗，并放入在上游的流道内。接着组装泡头内的支架和部分盖板。待转子、定子吊装完后再吊装。吊装前必须放好橡胶密封条保证其不致移动脱落，并使用橡胶液体粘附剂，当液膜变干后，将橡胶密封条塞入槽中粘附就位，再由桥机主色吊吊住泡头移向定子法兰，插入螺栓并打紧。

三、监控系统的安装

全套监控系统由依林公司提供，监控系统分为现地计算机和远控计算机，中控室和现地均可对发电机进行操作。中控室有两个操作工作站，有一台远方终端单元RTU，用于公用设备数据接口，四台现地控制单元LCU，分别用于每台机组数据接口及机组控制。

四、结语

王甫洲水力发电有限责任公司过去从未接触过灯泡贯流式水轮发电机组的开发，而且葛洲坝安装公司也未进行过此类机组的安装。王甫洲水电站机组当时是我国最大的灯泡贯流式机组，并且是奥地利进口的，安装难度大，安装工期也极为紧张，但王甫洲公司和安装单位大胆探索创新，不局限于过去的经验，立足于现有设备，化繁为简，有效地加快了机组的安装进度，为大型贯流式机组的安装提供了宝贵的经验。