浅析水电站水轮发电机安装技术

黄国就

摘 要：本文分析了灯泡贯流式水轮机和发电机主要设备安装方法和安装技术，提出机组安装质量控制要求，对机组安装方法以及安装工程流程进行优化，笔者结合20多年理论与实践，就安装技术为水电站机电安装提供点滴经验。

关键词：水电站 机电安装 施工技术

一、水轮机主要设备的安装

1、管型座的安装

管型座正式安装前，先检查管型座预埋基础板的位置，基础板的平面位置误差不大于±5mm；高程误差允许0～5mm。表面水平误差在总长度上不大于1mm；复测尾水管中心线及波浪度、高程等，以确定管型座的安装位置。通过调整内管型座的中心、高程、桩号，其高程误差制约为0～±3mm，要求中心及桩号位置误差不大于±2mm。最后对管型座的中心、高程、桩号、法兰面的垂直度进行精确调整，使得管型座各项参数符合规范和设计要求。

2、导水机构安装

在安装间对导水机构进行组装，用桥机整体吊入机坑安装。（1）在密封槽内侧均匀涂上密封胶，组合后的技术要求为组合面间隙用0.05mm塞尺检查通过，上下游法兰面无错位现象。（2）组装就位：将拼装好的外环吊起，用6-8个1m左右高的支墩将拼装好的外环支起并调平，检查外环上、下法兰的圆度、垂直度和平面度并记录。内环清扫后吊入外环孔中央地面，并注意X、Y方向是否一致。（3）零部件配装：有编号的零部件须按照编号装配，对有间隙配合的零件，应进行预装配，并检查配合间隙情况。（4）导水叶装配：在桥机吊钩上挂两个链式手拉葫芦作为导水叶的可调吊点，导水叶吊起后调整高度和角度，将导水叶大轴头插入外环轴孔中央，压入密封环时，应小心防止密封圈切边。全部导水叶与外环装配后，吊起内环使内环轴孔与导水叶轴孔对正，装上导叶接轴并把紧压轴螺母。装配轴套筒，装配时采取引导措施预防密封圈出现切边现象。打紧导叶接轴螺栓，有伸长值要求的按规定进行拉伸。（5）制约环装配：将制约环拼装好，调平套入装有毛毡密封的外法兰上，装上钢珠并注上黄油，再装上压环。调整制约环，使其X、Y方向与外环一致，再装配与导叶臂的连杆。（6）整体吊装：在对内外环下游法兰面4-8条槽钢以辐条形式加固，槽钢两头与法兰面用螺栓把合，焊接临时挡块将制约环止动。导水机构整体组装完成后，用主厂房桥机将整体导水机构翻身，然后垂直吊入机坑与管型座连接。（7）安装调整：导叶全关时，允许导叶在25%高度范围内立面局部间隙不大于0.15mm，其余范围用0.05mm塞尺检查通过，调整完毕记录每个导叶的测量数据。

3、主轴轴承装配

组装时依次将发电机组合轴承、水轮机导轴承装配于主轴上，发电机组合轴承由正、反向推力轴承和径向轴承组成，推力头和镜板合二为一。并且检查推力盘与主轴垂直偏差小于等于0.05mm，推力盘合缝用0.05mm塞尺检查塞入，错牙小于等于0.02mm，按厂家要求调整轴瓦间隙。

4、主轴的吊装

首先将大轴系统从管型座上游侧流道发电机盖板框架孔横向吊入，进入流道后将大轴转90°，水导瓦向下游，利用桥机调整大轴系统的高度、方位，将大轴系统缓缓向下游移动，插入管型座内环中。当大轴系统的安装工具支腿也进入后，通过桥机调整吊点位置。在下游侧内导环设置两个葫芦，将大轴往下游拉入到位，在大轴下方装上支撑工具，将大轴顶起直至支腿离开轨道，将支腿轮工具拆除，把紧水导轴承扇形板螺栓，大轴发电机侧轴承座与管型座把合螺栓对称把紧一部分。

5、转轮装配

利用厂家提供翻身吊装工具将组装好附件的转轮轮毂翻身90°，然后吊入机坑与大轴联接。利用四个联轴螺栓将转轮均匀地拉入配合止口，直到两者的组合面相接触。再对称装四个联轴螺栓，均匀拧紧联轴螺栓，直至桥机松钩后组合面不出现间隙。安装完后，转轮和主轴联接螺栓按厂家设计拉伸值进行拉伸，并锁锭螺栓锁片。待机组盘车合格后按图纸安装操作油管、转轮桨叶接力器缸盖和泄水锥等部件。

6、转轮室安装

用样板平尺检查外导环法兰面，将转轮室上半部吊入机坑，与下半部联接成一整体，检查分瓣把合面的严密性，把合后用0.05mm塞尺检查通过，允许有局部间隙，但不大于0.1mm，深度不得超过分瓣间隙宽度的1/3，长度不超过全长的10%。在测量转轮室与转轮叶片间的间隙时，每个叶片测量3点，边测边调整转轮室與外导水环的装置位置，使转轮室与叶片之间的间隙在+X、- X方向相等，+Y、-Y方向相差值是水轮机导轴承的间隙值和转轮运行工况的上抬计算值。

二、水轮发电机设备的安装

1、转子吊装。

（1）转子喷漆干燥和耐压试验。在喷漆前，绝缘漆需用甲苯或汽油进行调稀，喷时漆面喷涂均匀，对线圈表面可适当多喷1～2层，在磁极面上可喷薄一些。待油漆干燥以后，使用500V或1000V兆欧表测量转子的绝缘电阻，并要求绝缘电阻不低于0.5兆欧。若发现绝缘电阻不符合要求，则需要对绝缘电阻进行干燥处理，直到绝缘电阻符合要求为止。（2）当对转子耐压测试合格后，就可以进行转子的吊装，安装转子翻身工具及吊装工具，将转子翻转90°垂直吊入机坑与主轴上游侧法兰连接，按厂家设计要求进行把合螺栓伸长值的拉伸、测量和记录。

2、定子、灯泡头吊装

定子吊装同样也要进行相关检查和耐压测试，待测试合格后，利用厂家提供的定子吊装工具将定子翻身、垂直吊入机坑，初步联接定子与内环的全部组合螺栓。用测量定子、转子的气隙专用工具测量定、转子空气间隙值8-12个点，并调整使之满足厂家规范要求，调整过程中逐个打紧与内壳体联接的螺栓，并联接定位销钉。将已装配完毕的灯泡头放置在上游流道内，同时灯泡头用桥机吊起，从上游侧平移向定子靠拢，用把合螺栓与定子联接。检查组合螺钉是否拧紧，组合缝间隙是否符合要求。

3、发电机盖板、竖井、导流板安装

导流板和支墩护板按厂家的标号安装就位，竖井、盖板安装前先清扫法兰面及密封接触加工面，并做好盖板和框架联接之间的密封工作。在吊装竖井与冷却套上竖井口法兰联接后，就需要测量竖井外围与框架内孔之间隙，使得整个圆周方位间隙都符合要求。竖井密封圈底座与压盖组合吊放在盖板位置，测量并调整与竖井之间圆周方向各处的间隙，使上游侧的间隙略小于下游侧，左右侧的间隙均匀，将密封垫与盖板点焊加固后，吊出竖井。在进行密封垫与盖板之间的焊缝时，需要对PT着色检查，当满足要求后，就可以吊装竖井，并装密封盘根，然后拧紧压环螺钉。

4、发电机灯泡头内其他附属设备安装

安装发电机舱内巡视、检修平台、通风冷却系统设备、制动锁锭系统、灭火系统、防潮装置、测速装置、照明装置及辅助制约接线系统等设备。

5、机组盘车

机组各部安装完成后，对机组转动部分进行盘车，对受油器内、外操作油管、集电环摆度、水导、发导处的轴摆度及转轮叶片不同位置的间隙进行测量，对受油器操作油管及集电环摆度超标进行调整。在操作油管圆周顺时针等分成8点作出标记，在内、外操作油管、集电环、水导、发导大轴处，圆周分别装两个相互垂直的百分表。利用桥机主钩挂钢丝绳，通过吊物孔及管型座竖井，把钢丝绳缠绕五圈到机组大轴上，起升吊钩达到大轴转动目的。大轴每转动1/8圈停顿，分别记录百分表读数及测量一次转轮叶片间隙。每轮盘车要求转动两圈。当操作油管摆度超标时，通过对其绝缘垫板进行修刮调整。修刮回装后，再次盘车，重复上述的盘车工作，直到操作油管摆度合格。

三、结束语

灯泡贯流式机组由于效率高、投资少、建设工期短，特别适宜于低水头电站的开发而得到迅速发展。而发电机组设备的设计和制造技术已经达到世界先进水平，采用新型施工工艺和技术有利于提高水电站机组安装的质量和效率。