水电站水轮机研究管理

2024-06-11

水电站水轮机研究管理（精选七篇）

水电站水轮机研究管理篇1

关键词：银盘水电站,发电机,调试管理

一、工程简介

乌江银盘水电站位于重庆市武隆县内,乌江流域第十一个梯级电站,电站安装4台型号ZZ-LH-860轴流转桨式水轮发电机组,电站厂房为河床式厂房。装机容量为4×150MW。银盘水电站正常蓄水位为215.00m,总库容为3.2亿m3,工程等别为二等,工程规模为大(2)型,电站送出工程为220kv两回送至张家坝500kV变电站,发电机出口电压为13.8kV,发电机至主变采用离相封闭母线,电站主接线为四角形扩大单元接线,开关站为采用SF6全封闭组合电器(GIS)设备。电站多年平均发电量为27.08亿kwh,电站四台机组分别于2011年5月25日、7月26日、9月28日及12月12日相继投产发电,实现了“一年四投”的骄人业绩,其中一号机组获得中国大唐集团2011年度“一流投产机组”称号,自投产至今机组及公用系统的各项运行指标良好,达到了“即投产、即达标、即稳定、即盈利、即达设计值”的优质工程建设目标。

二、电站机组及公用设备调试管理

水电站机组及公用设备调试是电站建设的关键,通过细致、科学的调试能提高机组及公用系统的投运质量,机组调试是由设备制造安装的工程建设阶段转为生产运营阶段的承上启下的重要一环。

(一)着力提高设备投运水平,引入专业调试队伍。在水电建设中,目前国内普遍是将设备安装和调试作为一个标段进行招标的,其优点:一是安装与调试的协调为施工单位内部协调,便于实施,有利于进度控制;二是一个标段,安装单位调试人员投入量少,调试费用较低;三是现场协调难度较小。其缺点:一是由于现场施工进度和投产压力等原因,各分系统调试较粗,很多问题不容易暴露;二是很难发现或找出设计存在的一些与现行规范有矛盾的地方;三是涉网相关试验,施工单位无法凭借自身资质和能力完成;四是现场调试过程中出现的一些专业性强的问题,现场无法确定其准确原因,一般都采取短接或跳开等手段去回避,给投产后的安全运行埋下了安全隐患。为了切实提高设备投运水平,同时加强对设备制造、安装及设计质量的检验,增强建设单位对设备投运质量的鉴别和管控能力,公司决定通过公开招标,引进独立于设计、监理、安装之外的专业调试队伍——华北电力科学研究院有限责任公司,调试单位在专业人员的配置上,充分考虑水电及轴流转浆机组的特性,配备了调速器专业、励磁、一次、计算机监控、自动化、保护、水轮机、发电机等专业技术人员,由华北电科院系统所所长担任现场调试总指挥,充分发挥电力研究机构人员的专业技术特长,严格按照调试单位编制的《乌江银盘水电站机组及公用系统调试大纲》组织调试工作,为后续高效、优质投产奠定了坚实的基础。

(二)强化过程控制,实现精细化调试管理。银盘水电站首台机组在进入主体组装阶段,调试单位于2011年1月进场,一方面搜集机组及公用系统设备资料、参数,编制各分系统调试方案和措施;另一方面,调试人员每天都到施工现场跟踪安装进度,对安装过程进行监检并将安装过程监检发现的问题汇总,由公司主管工程的负责人批转监理督促施工单位落实整改,充分发挥调试人员的专业特长和对标准、规范的理解,有力促进了现场的安装过程中质量控制,通过对现场的设备的了解,调试单位依据《水轮发电机组启动试验规程》DL/T507-2002、《水电站基本建设工程验收规程》DL/T5123-2000等规程结合现场设备说明书及公司相关调试管理规定编制印发了93份调试措施和方案,作为后期调试的纲领性文件。

为了进一步规范机组调试管理工作,公司编制了《建设工程监检管理办法》《机组调试期间相关管理规定》及《机组调试试运行管理办法》等一系列规范性文件,成立了乌江银盘水电站启动验收委员会,下设试运行指挥部负责启动试运全过程的组织管理和协调工作,指挥部下设验收交接组、试运组、生产组、综合组,分别由公司领导和调试总指挥担任,界定了各自职责,明确了以调试为核心,以按期优质投产为目标,各参建方服务于调试,确保了调试过程中的缺陷得到及时处理,有力推进了调试进度并确保了设备投运质量。

为了解决调试过程中施工单位与调试单位协调难的问题,公司把问题是否解决及是否具备启动试运的权利交由调试单位进行裁决,并对安装缺陷及遗留问题建立一条龙管理模式,将现场影响安全或调试的问题列成清单,按照责任单位(部门)、责任人、配合单位(部门)、配合责任人、反馈单位(部门)及设备管理部门专业负责人检查确认等,逐一落实责任,由协调会给出处理意见并确定完成时间,按照督查督办的方式逐级落实整改,最后由业主专工进行验收,由试运组确定是否具备试运条件,把压力层层传递,确保了试运过程中问题的有效解决,在四台机组调试期间共发现620项缺陷,完成589项缺陷消除,缺陷整改率达95%,四台机组均一次性通过72小时试运行,其中3号机组9月20日进入有水调试,9月28日通过了72小时试运行,仅用了8天时间完成了机组的调试工作,较计划工期缩短了22天。

调试涉及到的作业面广,为了确保调试安全进行,试运指挥部明确以调试总指挥为核心,按照指令方式安排各项试运的措施,即用指令来代替措施票,运行当值按照指令的措施填写操作票,执行人在完成指令后交由调总确认,再安排下一步的试运工作,在整个电站调试过程中共发出调试指令431张,通过指令的发布和确认,有效地建立了以调总为核心的调试指挥系统,使得调试工作有序安全推进,整个机组及公用系统调试期间未发生一起设备损坏和人身伤害的不安全事件。

三、水轮发电机组调试

机组调试工作涉及到的工作面多,除了机电安装单位还涉及到土建及金属结构施工单位、设备厂家、涉网试验(调速建模、励磁建模、PSS试验)调试单位、市电网等众多单位,是个点多、面广、计划性和综合性非常强的工作,要达到按期优质投产,抓住主线,理清重点和难点异常重要。

(一)制定调试大纲,确定调试步骤。调试单位在进场后,随即启动调试大纲的编制工作,公司先后四次对召开专题会讨论调试单位提交的调试大纲,最终形成了《乌江银盘水电站调试机组及公用系统启动试运行大纲》(以下称大纲),作为调试试运纲领性文件,《大纲》明确了试运组织机构、主要试验项目及计划、启动前检查项目及各试验项目应具备的条件和试验方法等,全面梳理机组或公用系统启动所必备的条件,明确了由安装转调试的界面,针对不同机组所面临的不同情况,共编制了1-4#机组启动试运行大纲4份,其中厂用电、开关站及1号主变等系统含在首台投产机组启动试运行大纲内;根据《大纲》编制了分系统调试、AGC调试等专项措施方案93份,进一步细化了各项试验的措施和方案,使得参与调试人员明确调试条件、计划和步骤。

以银盘水电站1号机组(该机组为首台投运机组)及公用系统调试为例。此调试的主要项目和步骤如下:厂用电系统(10kv、400vⅠ段)→计算机监控系统后台搭建及调试→220kv开关站电气系统调试→电站与市调通讯网络调试→上位机开停机流程检查→调速器静特性试验→机组流道充水试验→机组首次手动开机、停机试验→机组空载扰动试验→机组动平衡试验→瓦温试验→机组过速试验→无励磁自动开停机试验→发电机升流试验→发电机空载试验→高压变低压侧短路试验→发电机短路试验→发电机带发变组短路试验→发电机带发变组、GIS短路试验→发变组升压试验→发电机空载励磁调节特性试验→系统对主变冲击试验→发电机假同期试验→同期并网、带负荷试验→励磁调节器带负荷试验→甩负荷试验→事故低油压关机试验→当前水头下的浆叶协联试验→机组稳定性试验→励磁系统PSS及建模试验→一次调频试验→水轮机参数测试及建模试验→AGC试验→AVC试验→发电机进相试验→动水关闭进水口闸门试验→72小时试运行。

1号机组作为电站首台并网投产机组,调试内容较其他机组复杂,银盘水电站主接线是四角形扩大单元接线,在主变接入系统之前,要完成对发电机、主变及GIS进行零起升流、升压,以核对CT、PT的极性是否一致,在升流、升压试验合格后,电网方对线路和主变进行反送电,电站才具备做其他试验的条件。有针对性地理清重点试验项目和步骤,明确各项试验应具备的条件,抓各项工序的完善,做好各项试验的衔接,首台机组从有水调试到通过72小时试运行共用了25天时间,后续机组有针对性地调整部分试验项目,合理安排工序和工期,2-4号机组从充水试验到通过72小时分别用了10天、8天、9天,且四台机组都是一次性通过72小时试运行。

(二)银盘水电站机组调试几点体会。要高效、优质地完成机组调试工作,还要加强对调试细节和重点的把握,通过银盘水电站的机组调试,有以下几方面值得关注:

(1)上、下游闸门顶部的清理。为了提前破围堰,机组上下游闸门一般都会在闸门门槽未到顶之前(即土建未完工前),就已经落到位,起到提前挡水的作用,闸门顶部势必会有很多施工垃圾,造成抓梁传感器无法感应到位信号或穿销困难等,在机组具备充水条件前,应安排潜水员对上下游闸门顶部进行清理,对上游流道进行清理,防止钢管、栏杆等进入机组流道内,造成剪断销断裂等不安全事件。

(2)单元系统要完善。银盘水电站主接线为扩大单元接线,即两台机组共用一台主变,在1号机组投产之前,要同步完成2号机组GCB至发电机出口端的离相封闭母线的安装和试验,确保投产后机组能持续运行,同时也方便2号机组的接入。

(3)发电机、变压器及开关站的升流试验要结合实际制定可行方案。银盘水电站由于接线的特殊性,在1号机接入系统前,对发电机升流试验的短路点在发电机出口端的专用短路点,对主变及GIS升流试验时,短路点设在220kV出线场,通过升流来核对回路CT的极性,但在2号机组接入系统时,根据接线的特殊性,对发电机升流试验的短路点设在1号机组发电机出口端的专用短路点,退出1号机、退出1号主变,以1号发电机组出口CT三相电流作为基准核对2号机组各组CT电流;而3#机组及2#主变的接入时,通过GIS高压开关高压侧的接地开关作为短路点进行升流试验的,通过优化升流试验方案,降低了风险,减小了调试难度,加快了调试进度。

(4)主变油位要适中。主变在冷态下注油的油位控制,要充分考虑油的热胀冷缩性和环境温度,一般要控制在厂家说明书的下限值左右,避免在主变带负荷运行时,运行温度高导致变压器内油膨胀,从而引起压力释放阀动作,导致瓦斯继电器保护动作,造成跳机事件。

(5)机组真空破坏阀选型要慎重。真空破坏阀的作用是破坏流道内的真空,改善流道内水流的流态,真空破坏阀除要严格按照设计和规范要求做拉力试验外,在首次启机时必须要用3%额定频率的扰动,观察真空破坏阀动作情况,避免真空破坏阀动作后复归迟钝导致淹水导事故的发生。

(6)机组过速试验。机组过速试验是调试过程中最具风险性的破坏试验,其目的一方面检查机组115%、150%、155%额定转速的电气保护以及检查160%额定转速的机械保护可靠动作;另一方面考验机组过速状态下机械部分的结构强度和制造、安装质量。过速试验前必须要周密安排,过速试验一般要求是手动操作导叶,操作人员必须要有丰富的经验,否则有可能导致因超试验转速而造成机组机械部分损坏,试验后要对各机械结构和受力部件进行细致检查。

(7)投产初期水头低造成的影响。投产初期因蓄水等种种原因,上游水位都较低,银盘投产初期水位控制在200m (设计水位215m,死水位211m),同样负荷下,导叶开度较设计水头下要大20%,造成AGC调节速率低于电网要求,需要放大调速器调节参数来满足电网对AGC的要求。

(8)高度重视测压管路。随着科学技术的发展,机组的运行都采用实时水头数据传输给调速系统进行运算并指挥调速系统控制导叶和浆叶的开度,水头在轴流转浆机组运行中的作用尤显突出,在机组调试之前应用高压气和清水对管路进行清理,待流道充水后应进行充分排气,并通过辅助上下游水位计进行初步校验。

四、结束语

水电站水轮机研究管理篇2

关键词：尾水管,模型,数值模拟

尾水管是水轮机重要的过流部件, 主要的作用[1]是使转轮出口处水流压力下降, 造成真空, 来收回水流离开转轮时的部分动能和收回转轮高出下游水面的那一段位能。由此可见, 其水力性能的优越与否, 直接关系到整机的运行效率。因此, 要在设计中保证尾水管的高性能, 显得尤为重要。必须根据电站的实际情况 (如最大流量Qmax、平均流量Qav、水头H等) , 选择合理的尾水管类型, 然后才能建立其模型, 并进行流场数值模拟, 预估它的性能。因此, 本文在土耳其Cermilker电站的混流式水轮机尾水管设计中, 选择了合适得参数, 建立了光滑的尾水管模型, 再进行了数值模拟, 设计出了性能良好的尾水管。

1 尾水管类型的选择

通常情况下, 水轮机尾水管设计的首要步骤, 是进行选型。具体的操作分为两步: (1) 结合电站的相关测量参数, 确定转轮直径D、转速v、效率η并选择合理的机组型号; (2) 根据机组型号, 选择与之对应的尾水管类型 (如直锥式、弯肘式等) 。在土耳其Cermilker电站的尾水管类型选择中, 由于机组型号在此之前已经确定为混流式。因此, 按照上述方法, 应该选择的尾水管的类型为弯曲形[1], 当量锥角计算公式为:

2 尾水管模型的构建

尾水管流道模型可以看做是空间中的多个平面按照一定规律排列的桥接体。因此, 模型的建立, 主要是针对各肘管断面来进行的, 即光滑的非规则曲面搭接相邻断面, 使之成为一个整体。土耳其Cermilker电站尾水管模型建立的步骤是: (1) 根据文献[2,3]的方法, 计算各断面尺寸; (2) 在空间中的对应位置, 绘制平面草图, 组成尾水管单线图 (如图1所示) ; (3) 按次序搭接相邻断面, 生成尾水管流场模型 (如图2所示) 。

3 尾水管流场计算机仿真

3.1 湍流模型的确定

根据电站的水纹参数条件, 在数值计算中, 湍流模型采用标准k-ε双方程模型[3], 计算方程式如下:

式中, μt为湍流涡粘系数, k为湍流脉动动能, ε为湍流耗散率, Gk是由于平均速度梯度引起的湍动能k的生成项。

3.2 计算结果分析

尾水管的水力性能的模拟, 首先, 要对模型划分网格[4], 即空间离散操作;然后, 设置边界条件 (对本模型而言, 需要设置速度进口和自由出流两个边界条件, 进口速度给定如图3所示) ;最后, 展开数值模拟计算, 尾水管的流场数值计算结果如图4~图5所示。

结果分析:

(1) 由图4所示, 尾水管流场的压强分布状态为:进口至出口由小到大, 且变化呈均匀状态, 断面压强逐级的变化过程中压差很小, 水头损失较小, 效率较高。

(2) 由图5所示, 速度由进口至出口呈由小到大的均匀变化规律, 没有回流现象的出现, 流态很好。

综上所述, 该电站水轮机尾水管性能非常良好, 符合设计要求。

4 结论

本文以电站实际测量参数为依据, 确定了水轮机转轮的型号, 选择了弯肘形尾水管, 并计算出了各个断面的参数。然后, 根据这些参数建立了尾水管的三维流场模型, 并进行了数值仿真模拟。良好的仿真结果验证了设计方案的合理性。但是, 本文采用的设计方法, 还是主要以理论计算为主, 缺乏水力模型试验这一环节, 产品性能偏差状态无法了解。因此, 该设计方法也存在着一定的局限性。未来的设计过程中, 需要结合模型试验的数据进行对比, 从而达到完善尾水管设计方案的目的。

参考文献

[1]程良骏.水轮机[M].北京:机械工业出版社, 1981.

[2]王旭, 潘峤, 等.基于CATIA的土耳其Bagistas电站水轮机尾水管三维造型方法的研究[J].能源与环境, 2011 (5) :52-53.

[3]王旭, 潘峤, 等.土耳其Cermilker电站转轮室设计方案的对比研究[J].机电技术, 2011 (4) :127-129.

[4]王福军.计算流体动力学分析[M].北京:清华大学出版社, 2004.

水电站水轮机蜗壳座环埋设方案篇3

蜗壳与座环作为水轮机的主要刚强度部件, 其不仅要能承受很高水压力与来自机组转动部件的径向力等, 而且应能使其传递到周边的混凝土中, 因此, 蜗壳座环正确的埋入方式对保证机组的稳定运行, 是十分重要的。

2 作用在蜗壳座环上的力

2.1 蜗壳内部水压力

根据机组的过渡工况计算所得。在这个内部水压作用下, 蜗壳会向直径方向膨胀。

2.2 蜗壳进口作用力

仅对蜗壳来看, 如果不跟压力钢管相连, 蜗壳进口就有一个水平方向的作用力。这个力来自于蜗壳进口的压力, 它不仅作用在蜗壳进口管的内壁上, 而且作用于水流方向上, 即进口管的轴线方向。蜗壳进口处的作用力等于进水管的横截面积乘以该处的最大压强。在这个作用力的影响下, 整个蜗壳试图沿进水管轴线方向移动。而且由于此作用力与水轮机中心线有一定的距离, 它对蜗壳产生一个力矩, 使蜗壳沿水轮机中心线旋转。

2.3 水导轴承的径向力

由于转动部份的不平衡与径向的水推力的存在, 在水导轴承上有一个动态的径向力的作用, 它将从轴承传递到顶盖, 并由顶盖传至座环上。此水导轴承的径向力是机组飞逸时水导轴承所承受的静态与动态径向力的总和。

3 蜗壳座环的埋设方案

由于外部作用力 (蜗壳进口处的作用力与水导轴承的径向力) 必须由蜗壳或座环承受, 而且必须传递至混凝土上。同时, 蜗壳是在不考虑周边混凝土的情况下, 按照单独能承受其最大内部水压力进行设计。另外, 前面所提到的外部作用力将由蜗壳或座环承受, 但作为外力, 其最后将通过相应的埋件或锚杆传到混凝土上。为确保机组运行稳定性, 机组基础结构部件正确及弹性层厚度、性能参数进行计算选择。

蜗壳铺设弹性垫层浇注混凝土, 蜗壳进口处的作用力与水导轴承的径向力无法由蜗壳自己承受, 蜗壳上必须有一处与混凝土保持固定, 通过该处把蜗壳进口处的作用力与水导轴承的径向力传递到混凝土。通常在压力钢管的末部或蜗壳进口部分设置推力环, 使蜗壳进口段与压力钢管有固定联接, 这样, 力将被传递至压力钢管, 然后通过压力钢管传到推力环, 最后传至厂房混凝土中, 该载荷要远远高于由于蜗壳受压膨胀给混凝土带来的载荷。

此外, 由于蜗壳/座环存在了自由向上的移动空间, 弹性层将不能承受顶盖水压力。所有顶盖的力将从座环上环板通过固定导叶传到下环板, 再从下环板传到基础锚杆。顶盖的力非常大, 尤其是高水头的机组。这个力必须由座环的基础锚杆来承受, 为了能承受顶盖水压力, 需要非常结实和高强度的锚钩, 且需要相应部位的混凝土将承受很高的载荷。

(2) 蜗壳保压浇注混凝土。在混凝土浇筑前, 对蜗壳进行充水升压, 达到浇筑压力后实施浇筑, 当混凝土达到一定程度后, 泄去内水压力。由于蜗壳的收缩, 在蜗壳和混凝土之间人为的形成了一个初始缝隙, 从而调节了蜗壳和混凝土的受力。

在机组运行时, 当内水压力小于预压载荷时, 水压完全有蜗壳承担;当内水压力大于预压载荷时, 超过的部分由蜗壳预混凝土联合承担。此种埋设方式, 蜗壳的受力较前降低, 可以适当减薄蜗壳厚度, 降低制造难度, 同时由蜗壳受压膨胀引起的混凝土负荷也是较低的, 外围混凝土的受力条件得到改善。

浇筑压力的选择应满足蜗壳在最低的工作水头时也能使其与混凝土永久接触, 在混凝土浇筑过程中蜗壳的内部压力的选择约为最小静水头的50%~80%左右, 这种形状匹配的结构密接触, 因此在机组任何工况的运行过程中, 蜗壳都将不承担任何内水压力, 全部的水压力都将传递给厂房钢筋混凝土, 由钢筋混凝土承担, 因此对土建的要求非常高。完全联合承载蜗壳具有很大的刚度和强度安全性, 对机组运行有利。但是, 蜗壳的直埋方案也会产生对机组的其他影响, 如直埋蜗壳钢板减薄后机墩上抬位移问题等, 目前国内很少采用。

4 综述

总结国内外的工程实践, 三种方法均有应用, 各国设计部门与制造公司根据实际情况有其惯用做法和自身经验。

前苏联由于钢材的限制, 多采用垫层方案和直埋方案, 此外, 北欧与日本采用完全联合承载蜗壳的较多, 但是与苏联不同, 这些国家的蜗壳是按照单独承受全部内水压力设计制造的, 并不因有外包钢筋混凝土而将蜗壳减薄;弹性层埋设方案多用于100m以下的低水头机组, 我国以往也多采用垫层方案, 近期的大型工程和抽水蓄能工程又多采用保压方案;欧美由于蜗壳按压力容器标准控制, 需要进行打压试验, 以检验结构安全和消除安装应力, 多采用保压方案。

随着水电站单机容量越来越大, 蜗壳结构面临许多新的技术问题, 不同埋设方式对机组稳定性的影响也不同, 其选择又与厂房布置、工程投资、施工工艺难易程度和工程工期等因素都有直接关系, 应该综合考虑。

摘要：现主要论述蜗壳座环的受力及其埋设方案。为今后大型水轮机的蜗壳座环埋设研究积累了宝贵的经验。

更换水轮机转轮提高农村水电站效益篇4

嵊州市上东水库电站系利用灌溉放水而建的坝后式电站, 共有3台机组。其中2号机组投产于1975年6HL295 (PO820) ￣35转轮的上冠直径只有260 mm;HL260 (300) ￣35转轮的导叶高度为0.378D1=133 mm, 而HL295 (PO820) ￣35转轮的导叶高度为0.35D1=122.5 mm。改造时按前盖板尺寸加大了HL295 (PO820) ￣35转轮的上冠直径, 上冠与下环之间进水口高度仍为133 mm, 以使水流从导叶流出后无撞击平顺地进入转轮。

2. 蜗壳进口流速验算

20 m水头最大工况时流量0.74 m3/s, 蜗壳进口直径448 mm, 平均流速4.70 m/s, 略高于金属蜗壳, 20 m水头设计流速4.47 m/s, 但尚在允许范围。

3. 蜗壳导叶的处理

旧导叶有所变形, 全关时漏水量较大, 机组不能停转, 本次改造旧导叶全部更换, 但仍采用HL260 (300) -WJ-35水轮机的正曲率导叶。对蜗壳内固定导叶的不光滑、不规则之处进行打磨处理, 提高光洁度并接近流线形, 以改善流态减少水力损失。

4. 主轴处理

按新转轮的轴孔尺寸进行车削处理。

5. 泄水锥更换

原泄水锥小而短, 现接新转轮标准重做增粗加长, 以削弱涡带的形成, 减轻空腔空化。

6. 后盖板处理

适当车削水轮机后盖板扩大内径4 mm, 以适应HL295 (PO820) ￣WJ￣35转轮的下环外径尺寸。

7. 转轮出水口后的尾水扩散段用钢板新做

原出口无扩散段, 新做扩散锥管内径自Φ396 mm扩大至Φ450 mm, 长度213 mm。

8. 尾水90°弯管拆除新做

原弯管为内径370 mm的等径管。新弯管弯曲半径500 mm, 为方便制作, 仍采用等径管形式, 内径Φ450mm, 分6节焊接。

9. 尾水直锥管的处理

拆除原尾水弯管与尾水直锥管之间的短锥管, 并凿开尾水管周围的地面砼, 将尾水直锥管地面以下割掉194 mm, 再焊上Φ450 mm的直接管, 顶部焊上法兰, 与新尾水弯管相接。重新浇筑地面砼。

1 0. 蜗壳部件的强度校核

该型水轮机原设计允许最大水头26 m、最大功率160k W, 蜗壳为HT20￣40铸件, 主体部件完好。经检查完全可以在20 m水头继续使用。

1 1. 飞逸转速验算

HL295 (PO820) ￣35水轮机模型单位飞逸转速为158r/min, 20 m水头时飞逸转速2 018.8 r/min, 而发电机允许飞逸转速为2 400 r/min, 改造后飞逸转速在允许范围之内。

1 2. 轴向水推力验算

HL260 (300) 水轮机模型轴向水推力系数为0.31, 厂家原设计26 m水头时实际轴向水推力为0.775 t。HL295 (PO820) 水轮机模型轴向水推力系数为0.58, 20 m水头时实际轴向水推力1.12 t, 改造后有所增大, 因此对顶盖排水孔和转轮上冠减压孔作了加大处理 (加大了转轮上冠直径也有利于减小水推力) 。

1 3. 空化系数验算

HL260 (300) 水轮机的模型空化系数为0.28, 而HL295的模型空化系数为0.15, 转轮汽蚀将有所减轻。

4.改造效果

水电站水轮机安装施工技术探析篇5

某水电站总装机容量为75 MW,水轮机型号为HLA630-LJ-174,发电机型号FS25-14/4000。机组为立轴混流式水轮机。蜗壳为全包角金属蜗壳,转轮直径为1 740 mm。水轮机主体包括埋入部分(尾水肘管、尾水锥管、座环、蜗壳、机坑里衬)、导水机构(底环、导叶、顶盖、控制环)、转动部分(转轮、主轴)、主轴密封、油导轴承(内油盒、油箱、轴承架、油箱盖、油箱板、轴瓦、冷却器、轴承盖、支柱螺钉、放松装置)、调速机构及管路等。

2 施工准备

(1)了解整个施工作业计划及要求。

(2)熟悉图纸及制造厂的技术资料,了解设备的结构特点、技术要求及工艺要求。

(3)根据工程特点,结合现场的具体情况,编制施工技术措施及安全措施。

(4)每项单元工程开工前应对施工人员进行技术交底。

(5)根据现场情况设计、制作临时工装、器具;准备各种施工器具。

3 施工技术

水轮机的安装顺序为:尾水肘管安装→尾水椎管安装→座环、蜗壳安装→机坑里衬安装→导水机构预装→转轮、水机轴安装→导水机构安装→接力器安装→主轴密封安装→油导轴承安装→调速机构及管路安装。

水轮机埋入部分、尾水管、蜗壳座环及机坑里衬应先完成施工。

3.1 导水机构预装

导水机构的作用是引导水流以一定的流量、流速和方向进入转轮,并在进入转轮前形成一定的环量,冲击转轮转动,从而带动机组转动。通过调速器控制竭力器调节活动导叶开度,调节进入转轮的水流量,控制转轮的转动速度,使机组保持一定的转速运行,并调节机组适应负荷的变化。

3.1.1 底环安装

清理座环面,利用自制的平衡梁及0.02 mm/m的筐式水平仪复测座环上底环、顶盖安装面的水平度,检查其是否满足安装水平要求(径向为0.05 mm/m,最大不超过0.12 mm),如果水平度过大,则需要在现场用角磨机进行打磨,打磨过程中采用精度为0.02 mm/m的筐式水平仪、塞尺及精度为0.02 mm/m的刀尺控制打磨精度及局部波浪度。测量合格后用汽油、无水酒精擦洗安装面及底环,用厂房桥机将底环调入机坑内进行调整安装,测量其水平度、高程,并测定机组中心。水平度用刀尺及筐式水平仪检测,高程用水准仪检测。

3.1.2 导叶及顶盖预装

底环安装完成后,清洗活动导叶、导叶轴套、顶盖及密封圈等,检查导叶几何尺寸及断面型线。预装时只需装入一半的导叶,导叶按1、3、5……23的顺序安装即可。导叶布置完成后,调入顶盖。调整导叶垂直度,底环、顶盖同轴度、圆度,导叶上下端面间隙(间隙用塞尺进行检查,上下均为0.1～0.25 mm)。满足设计及规范要求后,预紧顶盖连接螺栓,复测同轴度、导叶间隙,满足要求后,将顶盖与座环配转打定位孔上定位销。预装完成后,拆除顶盖,吊出机坑外。接下来可以准备转动部分的安装施工。

3.2 转轮、水机轴安装

转轮、水机轴的作用是利用从导水机构进入转轮的水流冲击力,使其自身转动,将水流冲击力转变为机组转动的原动力,从而带动机组运转发电。安装前先清理转轮,校核主要尺寸,利用厂家提供的专用工具检查端面尺寸、厚度和角度偏差。检查复核后,在安装间将转轮调整水平并支撑稳固,并用汽油、无水酒精擦洗法兰面。转轮与水机轴之间靠摩擦传递力矩,需要用刀尺检查转轮与水机轴连接法兰面的平整度。检查合格后将水机轴起吊与转轮进行调整连接。调整就位后,上连接螺栓进行初步固定,摘去吊钩。从新调整水平度及大轴的垂直度,检查转轮与大轴同轴度满足规范要求后,利用厂家提供的专用联轴螺栓预紧工具,对称预紧连接螺栓至设计及规范要求内。转轮与轴连接后组合缝应无间隙,用0.03 mm塞尺检查应不能塞入。将连接好的转轮、水机轴用专用起吊工具吊装至机坑内,调整其高程、主轴垂直度并支垫稳固。其放置高程应比设计高程低2～6 mm,保证水机轴上法兰面与吊装后的发电机轴下法兰面有2～6 mm的间隙。主轴垂直度偏差不得大于0.05 mm/m。接下来可以准备导水机构的安装施工。

3.3 导水机构安装

转动部分安装完成后,重新清洗底环面、顶盖,清理未进行预装的导叶、轴套等。导叶全部装入底环面后,将顶盖吊入基坑内进行调整安装,调整导叶端面间隙,打上顶盖定位销,紧固顶盖联接螺栓,此时导叶应转动灵活,复测顶盖、底环同轴度。检查导叶立面间隙,局部不合格位置用角磨机进行修整。立面间隙调整满足规范及设计要求后,用钢丝绳捆绑导叶,用塞尺检查导叶立面间隙,0.05 mm塞尺应不能通过,局部间隙不大于0.05 mm,长度不大于导叶高度的25%(115mm),安装控制环与导叶上端连接的控制支臂。

3.4 接力器安装

接力器的作用是通过调速系统提供信号及油压,调节控制环,控制导叶的开、关及其开度,以控制机组的启动、停机及机组增减负荷时的转速。本电站接力器为外置式接力器,布置在水轮机层的机坑外的接力器坑内,通过活塞拉杆与控制环连接,最大行程为200 mm。接力器安装前,需要对活塞缸进行清洗、试压(试验压力为工作压力的1.25倍,保压30 min应无渗漏及压降现象)及配对。将试压并配好对的配对接力器分别吊入机墩旁的接力器坑内进行安装,在导叶全关并用钢丝绳捆绑的情况下连接接力器拉杆与控制环,调节2个接力器高程及水平。2个接力器高程偏差不得大于1mm。接力器水平度在其全关、全开及中间位置时,不得大于0.1 mm/m,接力器压紧行程为4～6 mm,2个接力器活塞行程偏差不得大于1 mm。

3.5 主轴密封安装

主轴密封分为检修密封和工作密封,工作密封为无接触式密封,检修密封为带橡胶密封条式的空气围带密封,机组运行时,主要靠工作密封止水,部分漏水量通过机坑自流排水管路排至渗漏集水井内。安装主轴密封时,应先清洗主轴密封及顶盖上与主轴密封连接面,在主轴密封的分瓣组合面及顶盖上与主轴密封连接的组合面上涂上Loctite574密封胶,吊入主轴密封,调整安装,主轴密封与主轴之间的单边间隙调整为0.30～0.4 mm,空气围带未投入时与主轴下护罩间的间隙在1.50～2 mm紧固连接螺栓,与顶盖配钻,打上定位销。

3.6 油导轴承安装

油导轴承主要是承受转动部分转动是所传递的径向作用力,保证机组不发生径向摆动而稳定运行。轴承装配由内油盒、油箱、轴承架、油箱盖、油箱板、轴瓦、冷却器、轴承盖、支柱螺钉和放松装置等组成。轴承安装前,应先清洗轴承各部件,然后按图纸顺序依次进行安装,安装过程中,所有组合密封面均需涂密封胶。油箱安装完成后,需要做煤油渗透试验,倒入煤油后30 min内应无渗漏现象。油箱为钢板焊接的整体结构,安装在顶盖上,作为轴瓦架的支撑。在油箱底部支撑有油箱板,其上安装油冷却器,油冷却器由紫铜管圈制而成,在出厂前已做过压力试验,因此在工地现场不用做压力试验。轴承初次注油量约为500 L。轴承盖为分瓣结构,安装在油箱上,为防止运行时油从轴上溢出,其与轴间的间隙需调整为0.5～0.6 mm。轴瓦间隙在完成水机轴与发电机轴的连接,整体盘车后调整确定在设计范围内,瓦间隙调整完成后,必须将轴瓦调节螺栓进行锁定。

3.7 调速机构及管路安装

调速机构主要包括调速器、油压系统、事故配压阀、分段关闭电磁阀、过速保护装置及油管路等。安装时,先将调速器、油压系统、事故配压阀、分段关闭电磁阀等按图纸位置安装就位,再按图纸要求配制相互之间的连接管路及附属阀门、配件等。管路配制完成后,需要拆卸焊接,焊接完成后,将管路进行清洗干净后回装。安装油压系统时,回油箱中心偏差保证在±5mm内,高程偏差在±5mm内,水平度按回油箱四角高程测量应在1 mm/m内,压力油罐垂直度在1 mm/m以内;调速器机械柜、电气柜、事故配压阀安装的中心偏差保证在5 mm内,高程偏差不大于±5 mm,调速器机械柜水平度按电液转换装置底座测量应不大于0.15 mm/m,事故配压阀垂直度或水平度应不大于0.15 mm/m,电气柜垂直度在1 mm/m范围内。

4 质量控制措施

(1)制定质量计划目标:即安装合格率达到100%,优良率达到90%。

(2)建立施工质量“三检制”(作业班组自检、工程部复检、项目部终检)并严格执行,合格后报请监理工程师检查并签证。对质量问题实行一票否决制,层层把关,消除质量隐患。

(3)施工工序严格按施工方案进行施工,每道工序都应进行自检,上道工序不合格,不得进行下道工序施工,中间质检需作好记录,对上道工序的产品及交付前的产品尽可能采取有效措施严格保护,不得损坏和污染。

(4)对施工人员及管理人员进行技术交底,使施工人员明白该做什么及如何做;并进行相应的培训教育,贯彻执行标准、操作要点、安全文明注意事项等。

(5)所有部件吊装(安装)前,均认真核对厂家出厂资料,检查出厂合格证等质检资料,并按有关规定检查闸门埋件、拦污栅埋件、闸门、拦污栅、启闭机等的外观、外型尺寸等。

(6)严格控制测量放样程序,样点放置程序为:图纸审核→样点设置→样点单提交→监理测量审核→样点返回应用。

(7)使用合格的测量工具、仪器进行蜗壳安装过程的测量检查,以确保安装调整的精度。

5 结语

水电站水轮机安装的精度要求很高,必须认真检验、反复校核,确保每道工序安装无误,才能保证整个机组安装成功,圆满完成施工合同的各项任务。

参考文献

水电站水轮机研究管理篇6

大型水轮发电机组由于其流量大、水头高等特点, 水轮机蜗壳一般为金属型蜗壳, 其主要特点是: (1) 结构尺寸大、重量重、钢板厚度大; (2) 现场安装、焊接工作量大; (3) 安装质量要求高, 安装难度大。

2 安装

2.1 挂装前的准备

在管节的挂装前, 其准备工作的好坏直接关系安装速度。其必要的准备工作有:各技术准备、程序文件已全部到位, 清理蜗壳附件, 摆放蜗壳调整支墩及加固支撑, 搭设座环上、下环施工平台, 设置施工安全通道, 制作蜗壳焊接防雨棚, 布置施工设备, 检查蜗壳管节尺寸等。

2.2 吊装手段

根据蜗壳吊装单元重量、安装位置距起吊设备的距离、现场起吊设备的布置、起吊能力及使用情况等, 选择蜗壳管节吊装设备;或根据现场起吊设备的起吊能力, 遵循尽量减少现场拼装、焊接工程量的原则, (在条件允许的情况下可以在拼装场将可将两个或两个以上的管节焊接在一起后整体吊装) 。对于以瓦块形式交货的蜗壳, 除凑合节外其他尽可能多的拼焊成管节。本项目均采用厂房800吨桥机进行吊装, 其吊装速度快, 安全系数高。

2.3 挂装原则与顺序

挂装总原则:对称平衡挂装, 以利于座环的稳定及防止座环偏心, 且挂装过程中监测座环中心、高程等。

挂装总顺序:首先挂装定位节;然后根据定位节及凑合节的位置, 以各定位节为基准, 双方向依次挂装其余各节;最后现场配割凑合节。

2.4 定位节安装

吊装前, 在座环上、下过渡板上作定位节两个截面位置标记, 以及在蜗壳管节开口的上、下各焊两块搭接板。管节吊入机坑后, 利用搭接板将其挂在座环上、下过渡板上。焊适当拉紧器或利用千斤顶等调整两个截面的角度、倾斜度、中心、最远点高程及半径等符合规定要求后, 将搭接板焊接在座环上、下过渡板上, 并紧固蜗壳外支撑、焊接外拉筋及打紧管节底部调整楔块。为提高蜗壳安装速度, 采取了4个定位节分多个工作面同时进行。

其它管节安装的安装方法和要求基本与定位节相同。同时在整个安装过程中, 要不定期检测座环的水平。

2.5 凑合节配割和安装

凑合节安装在其它管节安装完毕且全部环缝焊接结束后进行。其安装顺序:底部瓦片→中间瓦片→上部瓦片。每配割完一片瓦块后即进行压缝, 以便准确配割下一瓦块。凑合节切割采用磁力切割机沿切割线由内向外进行切割。

2.5.1 蜗壳凑合节现场下料尺寸的方法确定

蜗壳凑合节现场根据实际心寸下料配装, 装配工作在其余管节挂装完毕且全部环缝结束后进行。蜗壳凑合节瓦片下料尺寸的确定通常受用3种方法:

方法一:量测法。在装凑合节的实际窨的两边管口上, 以蜗壳水平线为基准, 沿环缝方向进行相同等分, 并测量和对应点的空间距离, 考虑焊缝的收缩量与焊缝间隙, 然后在到货的凑合节上画出配割线。

方法二:样板法。在装凑合节的实际空间上, 围上薄铁皮, 然后按实际尺寸在薄铁皮上划线, 并把蜗壳的水平线也标在上面, 按划线剪裁成形, 按此样板在凑合节上划线切割 (考虑焊缝的收缩量与焊缝间隙) 。

方法三, :实拼法。将凑合节每张瓦片分别直接贴于安装的实际空间上, 以蜗壳的水平线为基准划线, 切割时要考虑焊缝收缩量与焊缝间隙。

综合考虑上述3种方法:方法一, 测量工作量大, 但是准确, 适于大型、巨型蜗壳凑合节下料尺寸的确定;方法二, 较准确且简单, 适宜于中小型蜗壳凑合节下料尺寸的确定;方法三, 由于凑合节难以紧贴蜗壳表面, 误差较大。

2.5.2 蜗壳凑合节安装

实测凑合节两侧相邻断面管口的外周长, 并将两侧外周长分成相同等份数 (每段长度控制在300mm～500mm之间) , 测量记录下两断面管口相对应点的实际距离ab (见图a中a1b1, a2b2, …, anbn) ;然后以相同等分数对凑合节瓦片对应断面外周长进行分段, 凑合节两侧外周长上各对应点的长度a′b′与实际距离ab+单边间隙 (4mm) 的差值就是凑合节实际配割量△L=a′b′-ab-4 (见图b) 。将配割线画出, 采用规格为IK-72T的便携式全方位自动切割对配割线先进行直刀切割, 然后坡口修割、打磨。由于凑合节是分片瓦片, 挂装顺序为底部瓦片→中间瓦片→上部瓦片, 在凑合节焊缝错牙、间隙调整时, 应保证焊缝错牙≤2mm。

3 蜗壳焊接

3.1 焊工及管理

在有了详细可行的焊接工艺措施和材料设备的情况下, 其焊接质量直接与焊工水平有关, 为此投入足够能胜任的焊工是焊接质量和速度的保证。

蜗壳焊接前由业主、监理及焊接技师对每一位焊工作业人员作详细的焊接工艺技术交底, 使每一位施焊人员都清楚自己的质量责任, 同时上岗前在对每一名焊工都进行焊接模拟考试, 实行“优上劣下”淘汰制, 从而在焊接的源头上保证焊接质量。在施焊过程中, 配备有足够经验的焊接技师一名, 有其对每一条焊缝开焊前对特殊部位重点交待, 并根据每位焊工的特长, 合理安排焊接位置。焊接质检员在焊接的过程中跟踪监控, 对一些焊工不良地操作方式进行及时纠正, 做到有问必答, 有事必纠。探伤工程师对焊完焊缝及时检查。

3.2 焊接加热

根据此母材WDB620的力学和焊接性能, 采用预热方式进行焊接, 使焊接接头性能达到与母材同等的水平, 并且表现出较低的裂纹敏感性。还可以减少焊接缝区和母材其他部分的温度差, 降低焊接区的冷却速度, 使焊件能较均匀地冷却下来, 从而减少焊接应力。

金安桥水电站蜗壳焊接要求对焊缝进行预热、后热, 我们采用局部家人的方法。预热范围为焊缝两侧各3倍板厚, 且要求温度均匀。焊缝预热采用红外线履带式加热垫, 布置于焊缝大坡口侧, 采用磁压板固定, 由电脑温控仪控制, 用红外线测温仪 (T1.20系列) 及热电偶温度计辅以监视预热温度。预热温度为140℃上, 扩展温度为170℃-180℃;焊接完成后立即升温至200℃-260℃之间, 保温4h后缓慢冷却至常温。

3.3 焊接顺序

总的焊接顺序:非凑合节环缝焊接→凑合节纵缝焊接→凑合节一侧环缝焊接→凑合节封闭环缝焊接→上、下蝶形边焊缝焊接。

单条焊缝焊接顺序为:焊接主缝至50%→背缝清根、打磨及作PT探伤→焊接背缝至50%→焊接主缝至100%→焊接背缝至100%。为便于背缝清根, 上、下蝶形边焊缝可先焊接外侧 (非过水面) , 其余焊缝从大坡口侧开始焊接。

根据各管节尺寸, 确定环缝焊接焊工数量为4名、6名、8名或12名;纵缝焊接安排1名焊工;蝶形边焊接安排8名焊工, 上、下蝶形边各4名。为减少焊接变形, 所有焊缝均采用分段退步焊及多层多道的施工工艺。

3.4 焊缝打磨

焊接前需将焊缝及其两侧至少各20mm内的铁锈、油脂等打磨干净, 使其露出金属光泽;焊缝层间和背缝采用碳弧气刨请根后的母材表面由于高温作用产生了一层厚度约0.5mm-1.0mm的渗碳层, 而是直接进行背缝施焊, 则这部分焊缝填充金属的机械性能的硬度提高、韧性下降, 很容易留下隐患, 所以必须彻底将其磨除。焊接完成后, 打磨焊缝至余高为0mm-1.5mm, 为减少水流阻力, 蜗壳内表面焊缝打磨至与内表面平齐。

3.5 焊缝检验

现场焊缝焊接完成并经外观检查合格后, 进行无损探伤检查, 一般执行ASME锅炉压力容器规范第Ⅴ卷规定的无损检验标准或GB8564-88中3.1.9款之规定。

3.6 焊接评价

因严格焊接过程管理, 对已完成的3#机焊缝检测结果为:纵缝100%射线探伤, 蜗壳纵缝全长315.05米 (119条) 共拍片:420张, 返修片2张。一次合格率99.5%。纵缝要求100%磁粉擦伤, 一次合格率99.9%。蜗壳环缝总长718.73米, 100%超声波探伤, 返修1.5米, 探伤一次合格率99.8%。100%磁粉探伤一次合格率99.9%。

经过大家65天的风雨拼搏, 金安桥水电站3#机蜗壳在特别能战斗的水电劲旅人手中比计划提前15天胜利完成且质量优良。

4 结语

(1) 配置足够的专业管理人员和焊接人员, 能对焊接质量过程管理尤其重要, 直接决定着安装工期和安装质量。

(2) 安装、焊接过程中避免在母材上乱点乱焊的现象, 在割除压码板、吊耳等时防止伤害母材。

(3) 在舌板和凑合节的焊接, 拘束应力较大, 返修次数增加会引起金属晶粒粗大、硬化;降低接头性能。为保证焊接和返修质量, 由足够经验的两位焊工施焊, 从而控制焊接线能量;层间温度和消除应力。

(4) 舌板与蜗壳瓦片、座环在制造厂内应进行预装, 蜗壳瓦片上的相贯线应割好, 如留在工地现场施工, 难以保证质量。

(5) 如果有拼装场地, 根据运输、吊装设备得使用性能能力, 尽量将两个及以上的管节在拼装场地拼焊成一大节作为一个安装单元, 这样, 既可减少运输、吊装次数, 又减少现场拼装、焊接的工作量, 且与机坑内并行作业, 因此可节约工期, 同时也有利于拼装、焊接质量的保证。

(6) 加强现场施工协调力度, 定期召开由监理、厂家代表、土建施工单位、安装施工单位等多方参加的碰头会, 及时解决安装中发现的设备缺陷、施工干扰等问题。

摘要：在水电站工程施工过程中, 其水轮机埋件蜗壳的安装速度和质量直接关系到水电站的发电工期和机组的正常运行。结合金安桥水电站水轮机蜗壳的安装全过程的施工管理, 使其优质快速安装, 确保预定的施工目标要求。

中小型水电站水轮机安装施工问题篇7

1 中小型水电站水轮机施工的前准备工作

1) 对整个工程施工作业的基本计划、要求要有充分的熟悉和了解;

2) 对水轮机的设计、安装图纸以及制造厂商提供的技术资料要做到充分了解, 在明确水轮机设备结构、特点和安装技术、施工工艺基本要求地基础上, 才能开展施工工作;

3) 为保证施工的准确性和施工过程的安全, 要切实依据水电施工工程特点, 结合具体施工现场情况, 做好施工流程的编制工作;

4) 为保证水轮机施工工程保质保量的完成, 具体开工前要做好向施工人员的技术交底工作;

5) 依据设备结构特点和施工现场情况, 做好施工工具准备工作。

2 中小型水电站水轮机的安装施工

2.1 水轮机导水机构的预装

导水机构是水轮机结构的重要组成部分, 主要作用在于引导水轮机工作水流, 使其以一定的流量和流速以及方向等进入到水轮机转轮结构, 最终形成环量冲击转轮, 使水轮机转轮发生转动, 进而带动机组发电。

1) 安装导水机构的底环

工作第一项清理座环面, 使用筐式水平仪和平衡梁等对座环上的底环和顶盖等的安装面水平度进行复测, 检查是否达到安装要求。如果是安装面水平度过大, 则要用角磨机对其进行打磨, 打磨过程中要注意使用刀尺、和塞尺筐式水平仪等设备对打磨精度、局部波浪度等进行控制。工作第二项使用汽油、无水酒精等对安装面、底环等进行擦拭, 擦拭完成后利用厂房桥机将底环调入机坑, 进一步调整安装。工作第三项, 用刀尺、筐式水平仪和高程水平仪等, 再次复测其水平度、高程, 并准确测定机组中心;完成底环发装。

2) 预装导水机构导叶和顶盖

水轮机导水机构底环安装完成后, 则需要对活动导叶、导叶轴套、顶盖和密封圈等进行清洗, 并检查导叶的几何尺寸、断面型线等, 装入一半导叶, 完成预装。在布置完导叶后, 要调入顶盖;然后, 对顶盖、底环同轴度、圆度, 导叶的垂直度和导叶的上下端面间隙等进行调整。在确定满足设计和操作规范后, 顶预紧盖连接螺栓, 同时对其同轴度、导叶间隙等进行复测, 检查确定满足进一步安装要求后, 配转座环和顶盖, 打定位孔、上定位销。最后, 吊出机坑, 完成预装。

2.2 安装水轮机的转轮和机轴

转轮、机轴在水轮机工作中, 起到转动和支撑作用;水流从导水机构进人转轮, 转轮借助水流的冲击力发生转动, 水流冲击力是水轮发电机转动的主要原动力, 其带动发电机组运转实现机组发电。安装过程第一步, 对转轮进行清洗, 清洗完成校核转化端面尺寸、角度偏差和厚度等, 最好使用设备厂家提供的、专业的检查工具进行校核。校核完成后, 调整转轮成成水平进行支撑固定安装, 并无水酒精、汽油等擦试法兰面。在确定转轮法兰面平整度合格后, 起吊、调整水轮机轴就位, 固定连接螺栓, 摘去吊钩。然后对水平度、大轴垂直度进行重新调整, 在确定满足设计、安装规范要求后, 使用联轴螺栓工具预紧;做到转轮和机轴的无间隙组合连接, 要求不能塞入厚度超过0.03mm的塞尺。在确定安装好转轮、机轴后, 利用起吊工具吊装至机坑, 调整其高程、主轴垂直度等支垫稳固, 完成安装。

2.3 水轮机导水机构的安装

安转完水轮机转动部分后, 重新清洗衣底环面、顶盖, 并重点清理之间没有预装的水轮机导叶和轴套。在保证导叶全部装人底环面后, 吊入顶盖到机坑内进行调整安装, 首先调整水轮机导叶端面的间隙, 打上顶盖定位销, 在保证导叶灵活转动的情况下, 使用联接螺栓紧固顶盖;然后对顶盖、底环同轴度和导叶立面间隙等进行复测, 如果复测结果不合格, 需要用角磨机对其进行修整;确定全部满足设计要求后, 用钢丝绳捆绑导叶。

2.4 水轮机接力器的安装

水轮机接力器作用在于通过控制调速系统的信号、油压来达到控制水轮机导叶开、关及调节导叶开度大小, 以及启动、关闭水轮发电机组和调整水轮机发电机组负荷大小。一般情况下, 多使用外置式接力器, 其发装在水轮机层的机坑外, 利用活塞拉杆连接控制环。在安装接力器, 首先要清洗活塞缸、试压和配对。将试压并配好对的接力器, 分别的吊人机墩旁接力器坑内, 然后安装;连接接力器拉杆与控制时, 要保证导叶全关并用钢丝绳捆绑, 同时调整两个接力器高程的和水平。

2.5 对水轮机进行主轴密封

水轮机主轴密封主要有两种, 分别是工作密封和检修密封;工作密封属于无接触式密封, 而检修密封则属于橡胶密封条式的空气围带密封。工作密封起到水轮发电机组止水作用。主轴密封安装过程中, 第一步对主轴密封、顶盖和主轴密封连接面等进行清洗, 然后将密封胶均匀涂至主轴密封分瓣组合面、顶盖与主轴密封连接组合面等位置, 然后吊入主轴调整安装密封;安装过程中主轴密封与主轴之间单边间隙要保证在0.3mm~0.4mm间;而空气围带与主轴下护罩间隙要控制在1.50mm~2mm间, 紧固连接螺栓、配转顶盖后、打上定位销。

2.6 安装水轮机油导轴承

水轮机油导轴承主要起到承受转动部分传递的径向作用力的作用, 保证水轮发电机组运行过程中不发生径向摆动。水轮机轴承安装前, 首先要对轴承各部件进行清洗, 然后依据设计图纸顺序依次安装, 安装过程中要保证密封胶涂遍所有组合密封面。对于油箱的安装, 首先要做好油箱煤油渗透试验, 倒入煤油后等待30分钟左在, 如果没有出现渗漏现象, 说明油箱的密封性良好。关于油箱的压力测试, 可以取消, 因为油箱一般为钢板焊接结构, 出厂前已经进行过相关测试, 所以安装前不需要做压力试验。对于轴承盖, 其一般为分瓣结构, 为防止油溢出将其安装在油箱上, 其与轴间的间隙要保证在0.5mm~0.6mm之间;如不合格, 要及时进行调整, 确定符合要求后固定。

2.7 安装水轮机的调速机构和管路

水轮机调速机构各部件, 主要包括调速器、事故配压阀、油压系统、分段关闭电磁阀、过速保护装置和油管路等。安装调速机构, 首先要将各部件按着图纸设计位置要求安装就位, 然后再按着图纸设计要求配制管路对接、附属阀门和其他配件。配制完管路后, 予以拆卸焊接, 焊接完成后清洗管路至干净回装。

3 中小型水电站水轮机施工质量保障措施

1) 施工过程中严格执行作业班组自检、工程部复检和项目部终检的“三检制”, 在确认水轮机合格后, 报请监理工程师进行检查并签证;

2) 安装过程要严格按着施工工序、方案操作, 做到每道工序自检, 上一道工序自检不合格, 不能开始下道工序, 并做好质检过程记录;保证下道工序开始前, 上道工序产品及交付前产品不损坏、不污染;

3) 关于水轮机安装部件的吊装, 在安装前必须认真核相关出厂相关资料, 如果没有出厂合格证, 坚决不予安装;

4) 关于安装过程中的检查测量操作, 要保证使用专业的测量工具、仪器, 以保证检查、复测精度。

4 结论

中小型水电站水轮机的安装, 精度要求都是比较高的, 水轮机的安装过程中也需要不断的、反复的、认真的进行检验、校核, 并且保证每道安装工序的正确性, 才能最后保证水轮机设备整体安装的成功。因此, 要严格实施相关规程、规范相关操作, 以保证施工任务圆满完成。

参考文献

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[2]毛芳明.水电站水轮机安装施工技术探析[J].企业科技与发展, 2012 (6) .