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1、广西平班水电站水轮机及其埋件安装技术措施第36卷第6期2005年6月人民长江YangtzeRiverV01.36.No.6June,20O5文章编号:10014179(2005)06001202广西平班水电站水轮机及其埋件安装技术措施陈林曾祥辉王志强(武警水电第二总队第八支队,福建厦门361009)摘要:平班水电站位于南盘江广西境内,安装3台型号为ZZS486一LH一722轴流转桨式水轮发电机组,该机组属于较大型的水轮发电机组,部件多而杂,其埋件基本上都是分瓣到达工地,且由于土建施工进度严重滞后,桥机无法使用,安装施工难度大,且精度要求高.安装技术人员经过反复探讨,不断优化施工方案,从中选取较
2、为合理的安装程序.从安装的角度,全面介绍平班水电站大型轴流转桨式水轮机主要部件的现场安装施工措施,保证了安装施工的顺利进行.关键词:水轮机;埋件;安装;平班水电站中图分类号:TK730.6文献标识码:A1概述平班水电站位于南盘江广西境内,安装3台型号为ZZS486一LH一722轴流转桨式水轮发电机组,其水轮机设备由上海伏伊特西门子水电设备有限公司制造供货,水轮机主要技术参数:转轮叶片直径7.22m,工作水头39.127.0m,额定水头34.0m,额定出力138.5MW,额定流量44O.29m3/s,额定转速107.15r/min,桨叶安装中心高程393.25m,导叶中心安装高程396,228m
3、,尾水管型式为弯肘形,蜗壳型式为平顶混凝土梯形断面.2水轮机埋件安装水轮机埋件主要包括尾水管里衬,座环,底环,转轮室,机坑里衬的安装.2.1尾水管安装尾水管为弯肘型结构,其结构分为弯肘段和锥管段,由l6nli/l的钢板焊接而成,分为7节,每节由4到6块瓦块组成.根据现场吊装设备起吊能力,将尾水管下部的两节在厂房区搭设的施工平台上分别组装成整体,用螺栓把合,内部采用加固支撑,两节拼成整体,调整后点焊.其中底节与尾水管支座焊成一体,将这两节整体吊装到机坑就位,以机组中心线和相应的高程为准进行调整.就位后,点焊调整垫片和螺杆,在外圆均布焊上拉紧器并拉紧.用类似的方法将中部2节,上部3节分别拼装,吊装
4、就位,并联成一体,以确定好的厂房中心线和相应的高程为基准调整水平和中心.均匀焊上拉紧器,清理所有焊接坡口并打磨干净,先完成尾水管里衬纵向焊缝的焊接,后对称完成环向焊缝的焊接,并将焊缝清理,打磨光滑.均匀对称焊接尾水管外侧周围加强板上的锚杆和U型锚件,内部加固支撑,以防止混凝土浇筑时变形.2.2座环安装座环为支座式结构,由24个固定导叶分别把合到基础环上.以尾水管上部中心为基准,找正座环以及座环下基础安装中心.以座环基础定位模板为基准调整24个座环下基础,通过调整基础下部的垫片来调整其水平,水平与中心满足要求后,将24个下基础进行焊接加固,以防止混凝土浇筑过程中变形及移位.浇筑三期混凝土.依次吊
5、入24个固定导叶.初步把固定导叶与座环基础螺栓固紧,通过调整基础板垫板以保证固定导叶水平,座环基础环分4瓣运至工地,由于厂房桥机没有形成,所以采用机坑内组装的办法安装,首先将基础环分瓣吊装到同一水平的固定导叶上方,用M64拉紧器预紧分瓣面螺栓.打入基础环与固定导叶定位销,并用拉伸器预紧基础环与固定导叶把合螺栓.以上基础环为基准调整座环中心与机组中心一致.以固定导叶中心线为基准,测量固定导叶中心线到座环上法兰面的距离,计算出座环上法兰面的高程.以座环基础环上法兰面为基准调整整个座环水平,要求水平度控制在0.0510.范围之内.按照给定的扭矩值把紧固定导叶与座环基础螺栓.安装假顶盖以及座环辅助支撑
6、以防止混凝土浇筑过程中变形,待机坑里衬安装后浇筑座环上部混凝土.2.3转轮室,底环安装转轮室由钢板焊接组成,受运输条件限制分成4瓣.转轮室具有足够的强度和刚度.桨叶中心线以上500nli/l到转轮叶片回转面的区域过流面全部用不锈钢材料制造.在机坑里将转轮室4瓣组成整体落在均布的转轮室支撑螺旋千斤顶上.通过调整转轮室外侧拉紧器,使转轮室中心与座环所确定的机组中心一致,通过转轮室支撑螺旋千斤顶调整转轮室水平.底环采用钢板焊接结构,为便于运输采用分4瓣结构.在底环上导叶活动的范围内设有不锈钢材料的可拆卸的抗磨板,抗磨板厚度为19nli/l.用同样的方法将底环4瓣在机坑内组成整体落在底环支撑千斤顶上,
7、并按相同的,yy线调整底环与转轮室的错牙,底环水平度与圆度,转轮室与座环的同心收稿日期:200503一l7作者简介:陈林,男,武警水电第二总队第八支队,助理工程师.第6期陈林等:广西平班水电站水轮机及其埋件安装技术措施度符合要求,预紧转轮室与底环把合螺栓,拉紧外侧拉紧器,并把相应部位点焊牢固.根据尾水管与转轮室之间的高度和截面直径配割或调整凑合节高度和上下截面直径,将凑合节与尾水管和转轮室焊成一体,并打磨清理焊缝,保证过流面光滑过渡,浇筑混凝土.2.4机坑里衬,接力器坑衬安装水轮机机坑里衬钢板厚度为12mlTl,外壁设有环,竖筋和拉筋,浇筑在混凝土内,机坑里衬分为12块,在工地组成整圆,组焊之
8、后吊入机坑并调整其中心与圆度,里衬中心与机组偏差不大于15mm,里衬上口直径不大于10mill,在机坑里衬外壁装足够的拉紧器.接力器坑衬与机坑里衬在工地配割,调整接力器坑衬中心线的距离符合图纸要求,其接九器坑衬基础板垂直度偏差不大于0.1X10一,水平度偏差不大于1X10一,中心高程及位置偏差不大于1mlTl.3水轮机及其附件安装水轮机安装主要包括导水机构的安装,转轮和大轴的安装;水轮机附件主要有主轴密封,检修密封,水轮机导轴承,环行吊车,接力器以及受油器的安装.受工期影响,导水机构在制造车间没有进行预装,而是采取工地预装形式进行,所以其安装特点与一般的安装方法有所不同.3.1导水机构的预安装
9、导水机构有足够的强度和刚度,以承受在最不利的运行工况下的最大负荷.导叶操作机构由拐臂,连杆,导叶控制环,推拉杆,自润滑轴承,保护元件,导叶限位装置组成.(1)顶盖与座环之间的垫片厚度确定.顶盖受运输条件限制分4瓣运至工地,4瓣顶盖在副安装间把合整圆,用扭矩扳手预紧分瓣面螺栓,清理底环上平面和活动导叶轴孔,在安装好的导叶下轴颈上装上导叶枢轴密封,在导叶下轴颈表面上涂油脂,将3mm的垫片放在导叶上端面上(导叶上下端面总间隙3rnrn),在顶盖上对称安装8个导叶套筒(不装轴头密封圈).将顶盖吊入机坑落在导叶上端面的3mlTl垫片上,根据底环调整顶盖中心,测量顶盖与座环间每个把合螺栓的垫片厚度,在顶盖
10、上打标记并记录数据,根据记录的数据加工垫片并标记.顶盖吊出机坑后安装垫片,所有垫片间的高程偏差为0.05rmn.(2)导叶上套筒安装.检查24个带标记的导叶套筒,并确认活动导叶中轴承,上轴承清洁,将已安装的8个导叶上套筒装上枢轴密封圈,把顶盖重新吊入机坑,落在已安装的座环垫片上,并稍微把紧顶盖与座环间螺栓,测量并记录导叶上端面间隙.钻铰锥销孔,用锥销固定顶盖,按编号将剩余16个导叶套筒和枢轴密封装入活动导叶,用螺栓与锥销固定,注意不要损伤0型密封圈,检查所有套筒法兰面与顶盖上平面是否完全接触.(3)支持盖与导流锥的预装.在副安装间清理和组合支持盖,分瓣面装上0型密封条,预紧分瓣面螺栓到规定的扭
11、矩,把支持盖吊到导流锥上,与导流锥组成整体吊入机坑,落在顶盖上,调整导流锥中心与转轮室中心同心度0.15mm,拧入螺栓,钻铰和安装顶盖和支持盖,支持盖和导流锥之间的锥销,把支持盖与导流锥吊出机坑,小心放在副安装间基础板上.(4)导叶操作机构的安装.在副安装间把控制环组装好.将控制环吊入机坑检查配合情况,利用千斤顶和导链将控制环顶至全关位置.手工转动所有活动导叶至全关位置并确保关闭点在同一个节圆上,用导链和钢丝绳捆紧活动导叶.安装导叶上下连杆等(必须导叶全关,控制环全关).检查导叶立面间隙并作好记录.利用导链等将控制环拉到全开位置,检查导叶的最大开度.3.2转轮和大轴的安装转轮运至工地后,用纤维
12、吊装带FA80与翻身工具将转轮提至竖直状态,拆除泄水锥,把转轮装配放在转轮支撑架上,拧紧与安装间基础板的把合螺栓和转毂与支撑架的连接螺栓,下面用千斤顶将桨叶接力器导向杆顶到全关位置,调整叶片方位和水平,要求叶片枢轴的水平度0.02X10,对准拐臂上的两个销钉孔,按编号插入叶片,把4层v型桨叶密封装到枢轴上,用叶片和拐臂的把合螺柱把叶片拉入转轮体,对称拧紧超级螺帽上的小螺栓,回装泄水锥进行转轮叶片动作试验和密封试验,之后排轮毂体内的润滑油,拆除泄水锥,把转轮重新放在支持架上.把大轴用工装由水平位置竖起来,用螺栓固定在副安装间基础板上,把支持盖与导流锥整体穿过大轴放在基础板上,吊入转轮操作油管和反
13、馈杆,把大轴,支持盖,导流锥和转轮操作油管,反馈杆吊置于转轮体上方,先连接行程反馈杆,然后拉紧工装将转轮操作油管拉入法兰内,在转轮体上放上销套,最后把整个装配置于转轮体上,并用液压拉紧器对称预紧螺栓,用平衡梁吊起整个装配,包括支持盖,导流锥,转轮和大轴,回装泄水锥,把整个装配吊入机坑落在顶盖上.3.3导叶接力器的安装将已预埋的接力器基础清理干净,把接力器安装在基础板上,并支撑好接力器,按1mlTl调整轴线,用连杆联接接力器和控制环,使两个导叶处于关闭状态(用钢丝绳将导叶关紧).此时油缸内应有足够润滑油以防油缸和活塞滑动表面损伤,为使两个活塞顶在行程限位块上,必要时拆开与接力器基础把合螺母,调整
14、接力器至合适位置.检查接力器连杆间隙的校准值,调整基础板上的调整螺钉并重新拧紧把合螺母;沿基础板焊接盖板与机坑里衬,用特殊混凝土(微膨胀高标号混凝土)浇筑基础板后的空腔;混凝土凝固后用扭矩扳手预紧把合螺母;重新检查接力器行程,钻铰接力器基础板和接力器后盖;安装接力器油管.3.4环行吊车的安装安装机坑里衬时已把环行吊车基础预埋件预埋好,偏差应在05mm之间,平面要求竖直,把支架调整水平后检查焊接垫块,内圆和外圆轨道接缝处要保证平齐,同时保证内圆轨道与外圆轨道在同一水平面上,每米偏差不能超过1mlTl.在无负载情况下,单轨小车不应自由滑动.3.5主轴密封,检修密封的安装(1)滑环的安装.检查水轮机
15、大轴法兰与滑环的接触表面后将滑环分瓣就位,用手适度地拧紧螺钉直到接触面完全没有间隙,测量其轴向跳动要小于0.04mm.(2)空气围带压环的安装.清理空气围带槽清洁后,嵌入空气围带,注意其进气接口和供气管路的接口位置要一致.切割检修用空气围带到准确的长度,粘接橡胶空气围带,用拉或弯来检验粘接结合面.把空气围带嵌入导流锥的密封槽中,槽内要涂上油脂.把压环放置与导流锥上,注意其方位对称均匀紧(下转第26页J26人民长江2005生藏较浅,位移最大值达到1531/11/1.在卸载时,测斜管有所回复,P表明土体有回弹,但回弹量很小.坦图3水平位移曲线5沉降分析该地基压缩层在正常使用时受到的附加荷载为118
16、131kPa,由以下3部分组成:道面半刚性基层下的道基填筑层荷重P.=6376kPa;混凝土道面及半刚性层荷重P,=20kPa;飞机重量传递到淤泥层顶面的荷重,按B747400考虑,(上接第l3页)固好所有螺栓,对空气围带充压缩空气,检查各接头是否漏气,确认围带在投入和切除时工作正常.安装密封室和0型密封条,压环和密封室一起钻铰锥销,塞入涂了油脂的锥销.(3)密封导向环和密封圈的安装.将8块密封圈分别装于4瓣密封导向环上,确认密封导向环和密封圈各自的供水孔开口位置是否一致.其结合面应没有间隙,紧固螺栓需轻微预紧,检验完毕结合面后再逐个松开,涂上乐泰胶再重新旋入.将密封导向环分瓣放到滑环上,在滑
17、环和密封圈之间事先放置好板条或软木,用以保护滑动面在自由接触的情况下不会受到损坏.把分瓣法兰面进行脱脂并涂乐泰胶,贴合上法兰面后塞入锥销,预紧螺栓并用乐泰胶锁固.吊起密封导向环,将密封圈直接安装于滑环上并用塞尺检验其内外密封表面.安装支持环,检测密封环和支持环之间的可行性.固定支持环,对密封体和支持环一起钻铰锥销孔,塞入涂了油脂的锥销,调整并安装磨损指示计和供水管路.3.6水轮机导轴承的安装将甩油环安装在水轮机主轴上,组合轴承座以下部件:集油室和瓦块托架.吊入集油室,临时支撑在导流锥内部,且略低于实际安装位置.但不得压在已经安装就位的主轴密封的任何零部件上.将8根甩油管装配在瓦块托架上,再将轴
18、承座与瓦块托架用螺栓联接固定在一起后,将他们安装在导流锥的法兰上,以主轴中心为准找正.用螺栓联接固定轴承座和集油室,再装入锥销.安装密封环,将轴承瓦块放置于瓦块托架上,安装并调整轴瓦调整装置.安装并调整轴承瓦块和已作好配对编号的组合件.通过测量与计算斜楔的调节长度来调整轴瓦间隙,控制轴瓦静态间隙值为0.101/11/1,读取并记录其间隙及其斜楔位置后,确定8只调整套的不同长度.在8块瓦块上安装电阻温度计.检测集油室和轴承座的紧密性,进行渗漏试验.最后把轴承盖以及其他自动化元件装上.3.7转轮操作油管及受油器的安装大轴内的转轮操作油管已随大轴的吊装用拉紧工具装上,=35kPla.剩余沉降为软基处
19、理交工面完成后,在上部荷载的作用下,发生的沉降,其计算公式为:剩余沉降.s=.s+.s+.s式中.s为使用荷载下固结度未完成的部分;.s为(P.+)作用下的沉降;S.为次固结沉降.本工程利用超载预压加快固结过程,使得在卸载后在加荷(道面荷载和飞机荷载)过程中,地基软土的压缩沉降量要小得多,同时,由于超载,大大减少了次固结.从而达到控制剩余沉降的目的,保证地基的剩余沉降满足技术要求.6结语本工程所采用超载预压软基处理法较为成功.预压历时比设计的长,因为深航停机坪地基中淤泥层厚度差异较大,且距地表较浅,压缩量差异大,容易造成不均匀沉降.由于设置了垂直和水平双向排水系统,地基淤泥层压缩和固结较好,根
20、据实测数据推算各点的剩余沉降均小于201/11/1,满足设计规定的剩余沉降不大于501/11/1的要求.(编辑:赵树湘)安装发电机的上操作油管前,检查受油器装配与其上的发电机法兰面的平面度及水平度,最大平面度与水平度应小于0.0131/11/1.在主轴中心孔内拉一条钢丝绳,伸出发电机法兰2m,钢丝绳应在主轴中心线上,180方向两边偏差应小于0.131/11/1.使用水平仪确定受油器支座水平度,应小于0.051/11/1.调整受油器支座,以获得周向4点间隙均匀,180方向两边同心度公差应小于0.131/11/1.在操作油管上安装旋转轴及其他附件.4结语受土建进度影响,平班水电站水轮机及其埋件的安
21、装施工条件比较艰苦,施工难度比较大,经过和VSS承包商多次探讨和论证所形成的施工方案,具有以下几项特点:(1)在同类型的机组中,平班电站机组属于比较大型的水轮发电机组,其埋件基本上都是分瓣到达工地,而由于土建进度严重滞后,桥机无法使用,多数部件采用分瓣吊入机坑,在机坑组装的办法安装,增加了安装难度,特别是座环的安装,焊接均在机坑内进行.(2)为了保证机组中心的准确性,减少混凝土浇注变形量,座环的浇注顺序采用了先浇其上部混凝土,然后以浇注后的座环中心安装转轮室和底环后浇注座环的下部混凝土.(3)由于先浇注座环的上部混凝土后浇注下部混凝土,对座环的加固提出了很高的要求,为此我部经过计算复核采用了假顶盖的加固方案,实践证明这个加固方案能控制变形量在规范要求之内.(4)水轮机及其附件的所有螺栓紧固均采用电动扭矩扳手和液压拉伸器和超级螺栓的方法有效地降低了劳动强度,提高了施工功效.(5)施工方案中选定的安装工艺,安装程序比较合理,可操作性强,为1号机组提前发电打下了较好的基础.(编辑:常汉生)