水电站导水机构安装方法分析

 摘 要：根据糯扎渡水电站水轮机导水机构的结构形式、设计特点，以及该系统在安装过程中出现的问题及处理措施，简述对导水机构安装工序、质量控制要求及技术控制措施，并对关键工序的技术要点作了详细论述，为后续机组的设计加工以及施工提供借鉴。糯扎渡水电站导水机构主要由下止漏环、底环、导叶、顶盖、控制环、筒阀及相关附件组成。下止漏环在工地进行定位、加工；顶盖分为4瓣，工地进行组装；筒阀分为2瓣工地组圆后与顶盖一起调整并吊入水机室导水机构预装工作完成。 

　　关键词： 导水机构 安装工序 止漏环 底环 导叶 

　　中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00 

　　导水机构主要由下止漏环、底环、活动导叶、顶盖、导叶拐臂及连杆、控制环等组成，其中，下止漏环已在座环加工中安装就位。导水机构共有24个活动导叶，顶盖与底环均为4瓣，控制环为2瓣，均在工地组圆后吊装，其中顶盖装配后总重约250t，底环装配后总重约51t。筒阀为两瓣结构，组装后总重约77t，筒阀在工地组焊成整圆后与顶盖装配，导水机构已和顶盖一起吊入水机室预装完成，然后进行导水机构安装工作。 

　　2 安装方法及工艺措施 

　　导水机构和顶盖吊入水机室预安装完成后，各项调整检查以合格，然后进行各个部件的安装。 

　　2.1 底环、顶盖销钉孔钻铰 

　　（1）按图纸要求对称均布钻铰8个φ50mm顶盖定位锥销孔，另16 个锥销孔待导水机构正式安装后再进行钻铰。钻铰后预装锥销，其应满足设计要求。 

　　（2）用液压拉伸器松开顶盖与座环的把合螺栓和销钉，缓缓、平稳、水平地将顶盖吊出。吊出全部预装导叶，按照图纸要求钻铰96个φ40mm底环与座环的定位销孔。钻铰完成后松开底环与座环把合螺栓，取出底环与座环组合缝处的斜锲，吊出底环，将底环座环板上的机加工铁屑及座环排水盒内的铁屑清理干净，至此，导水机构预装完成。 

　　2.2 底环及筒阀下密封安装 

　　（1）安装底环24个导叶轴套底部密封条并涂胶粘接牢靠。 

　　（2）吊起底环并调平，平稳地吊入机坑，在底环降落至底环座环板约10mm左右时，在每个导叶轴孔穿入1个φ40定位锥销，使底环落到预装位置。检查锥销安装到位后，安装其余锥销并打紧，锥销安装时表面涂抹少许凡士林。安装垫圈和M64把合螺栓，螺栓安装时涂螺纹锁固胶，然后用扭矩扳手按要求对称把紧，螺栓预紧扭矩为702kN，按50%、100%分两次拧紧。 

　　（3）安装底环与座环之间的密封。安装时先装配垫块，然后安装φ25 耐油橡皮条，橡皮条粘接时，切口应平整并粘接牢固，安装时涂抹凡士林；最后安装筒阀下密封及压板和把合螺栓，螺栓安装时涂抹螺纹锁固胶，用扭矩扳手按设计要求扭矩把紧。按照设计要求对压板的螺栓孔和缝隙处填上环氧树脂。 

　　2.3 活动导叶吊装 

　　（1）对号吊装导叶，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。在导叶未全部落到底环上时，用人力转动导叶，检查导叶动作是否灵活。导叶插入轴套后，旋转导叶接近全关位置。 

　　（2）根据底环周向实测高程的高低与导叶的长短相错的原则，利用导叶吊装工具将全部导叶按照导叶全关的位置吊入底环的导叶孔中。在导叶吊入下轴套孔前，应将下轴套均匀涂上凡士林。每吊入一个导叶应检查导叶下端（大小及小头）与底环的抗磨板间间隙应为零。 

　　（3）按图纸要求安装导叶轴径中密封，在密封外缘涂抹凡士林，进行顶盖吊装准备。 

　　2.4 转轮、主轴吊装 

　　将在安装间组装完成的水轮机主轴及转轮整体吊入机坑内，并在基础环位置用楔子板调平。 

　　2.5 顶盖安装 

　　（1）制作堵板将顶盖的4个平压管上口临时封堵，防止异物掉入转轮上冠。 

　　（2）安装筒阀上密封。 

　　（3）安装顶盖与座环上环密封槽内φ12橡胶盘根并涂胶粘接牢靠，以防止顶盖调整过程中损坏或脱落。 

　　（4）平稳吊起顶盖与筒形阀装配体，按顶盖方位及预装标记，调整顶盖水平在0.1mm/m内，升降2～3次，确认无异常后，吊入机坑至距活动导叶上端面约100mm位置时停下，再次检查确认顶盖水平及方位符合要求后，顶盖导叶轴孔对准活动导叶上轴颈后缓缓落下，当导叶轴颈穿出顶盖上端面后，从对称4个方位检测顶盖下落情况，保证顶盖下落过程保持平稳。顶盖落到距座环把合面约20mm 时穿入预装时的6个φ50 锥销，使顶盖落位到初始的预装位置。 

　　（5）顶盖就位后检查锥销是否安装到位，以确认顶盖是否回到初始预装位置，用塞尺检查顶盖与座环组合面间隙，确保顶盖落到位。 

　　（6）各项检查合格后安装全部M100把合螺栓，螺栓安装时涂润滑剂，然后用液压拉伸器对称拉紧，预紧力为 2025KN，按50%、100%分两次拉紧。 

　　（7）检查顶盖与转轮上冠之间的间隙，将其与对应位置的止漏环间隙进行对照，其将作为发电机转子联轴后以及机组盘车时确认转轮下止漏环间隙的参考和依据。 

　　（8）钻铰顶盖与座环把合面的其余18个φ50 锥销孔并安装。 

　　（9）将套筒的轴套面清洗干净，用锉刀、砂纸或抛光砂轮片将套筒外表面以及密封槽内的毛刺清理干净，按图纸要求安装导叶轴径上密封。 

　　（10）按图纸要求装配导叶套筒，安装垫圈和螺栓，用扭矩扳手对称把紧螺栓，预紧扭合格后与顶盖钻铰φ40 锥销孔，安装锥销并打紧。 

　　2.6 控制环、接力器组装及安装 

　　2.6.1 控制环组装及安装 

　　（1）在安装间适当位置布置6个800mm高的支墩，组合缝位置两边各布置一个，每瓣控制环中部布置一个，支墩上放置成对楔子板，调整各楔子板顶部高程基本一致，准备2个32t千斤顶用于组装时的调整。分别吊装两瓣控制环于其上，将其中一瓣调平，吊装另一瓣与其组圆，装配方法与底环装配相同，不再赘述。 　　（2）检查合格后把紧组合螺栓，检查组合缝间隙，用0.05mm 塞尺检查应不能通过，允许有局部间隙，用0.10mm 塞尺检查深度不应超过组合面宽度的 1/3，总长不超过组合面周长的20%。 

　　（3）圆周方向均分8点测量抗磨板面半径，检查控制环圆度，其应不大于0.20mm。合格后吊起控制环并调整其水平不大于1mm，吊入机坑。将顶盖上的控制环安装表面清扫干净，吊落控制环于顶盖之上。 

　　（4）根据机坑内的 X、Y 基准点调整控制环大耳柄中心的方位，将控制环调到全关位置，通过靠近 X、Y 基准点的小耳柄中心方位进行校核，其与设计的全关位置对比周向偏差应不大于1mm。检查控制环大耳柄到接力器基础板的距离，其与设计偏差应不大于 3mm。合格后打上样冲标记。 

　　（5）检查控制环与顶盖的径向间隙合格后在顶盖与控制环的非轴承配合缝处塞上斜锲，将控制环与顶盖相对固定牢靠。 

　　（6）配装压板，合格后安装垫圈，把紧M42螺栓，螺栓预紧力340kN检查压板与控制环轴向间隙，其应在 0.30mm～0.50mm 之间。 

　　2.6.2 接力器安装 

　　（1）将接力器装到基础板上，按要求紧固螺栓，记录测量数据。 

　　（2）接力器调整板焊接。接力器调整板的焊接对称进行，在焊接过程中必须进行严密监测，根据监测数据随时调整焊接顺序和位置；每焊接完一层必须等焊缝完全冷却之后方可进行下一层的焊接。 

　　（3）接力器推拉杆安装： 

　　（4）检查控制环的径向安装线标记，确认处于全关位置，安装推拉杆，按图纸要求拧紧大螺母。 

　　（5）接力器压紧行程调整 

　　（6）在调速系统油压装置形成后，按图纸要求调整接力器压紧行程。 

　　2.7 导叶端、立面间隙调整 

　　（1）安装反推力环，按照设计要求用扭矩扳手把紧组合螺栓，螺栓安装时涂螺纹锁固胶。 

　　（2）检查套筒的推力环表面，其应平整无高点，推力环把合螺栓及销钉应低于推力环表面 1mm 以上。吊起导叶臂，用链条葫芦调平，在导叶臂下端导叶轴孔内表面涂抹少许凡士林，然后平稳下落与导叶进行套装，导叶臂下落应保持水平，与导叶上轴颈套装后下落时转动导叶臂，使其边转动便下落，以防导叶臂下落时由于不平与导叶轴颈卡死。 

　　（3）用压铅法测量调整导叶上、下端面间隙并配车垫块，垫块配车完成后调整导叶臂，使其上的测量销孔和导叶上轴颈上的销孔对齐，将销孔清洗干净，安装 2 个销套和锥销，安装时涂抹少许凡士林。 

　　（4）安装配车后的垫块以及端盖，把紧端盖螺栓，安装导叶调整螺栓及其垫圈，调整螺栓预紧扭矩为440kN。用塞尺检查导叶上、下端面间隙并记录，若不满足要求则重新测量配车垫块，若合格拆掉端盖，安装φ4 密封圆条，如上述重新安装端盖。 

　　（5）将24个连扳与摩擦环把合的螺栓全部按照设计要求预紧一遍。调整 24 个导叶到全关位置，要求各导叶间隙基本为零，用 0.05mm塞尺检查，不能通过，局部间隙最大不超过 0.10mm 的要求，其间隙的总长度，不超过导叶板体高度的 1/4。然后用钢丝绳捆住导叶中部，用链条葫芦拉紧，测量导叶立面间隙并记录。 

　　2.8 活动导叶机械操作系统附件安装 

　　（1）在合适的位置放置连接板，调整连接板，对齐连接销孔。 

　　（2）在控制环一侧安装连接销。 

　　（3）在拐臂侧安装偏心销。 

　　（4）直销和偏心销安装完成后，确认控制环和活动导叶仍然处于“全关”位置。 

　　（5）安装上下限位法兰。 

　　（6）然后安装偏心销与上连接板之间的锁定板。 

　　（7）再次检查活动导叶立面间隙，如有偏差则旋转偏心销进行微调。全部导叶立面间隙调整后，每个偏心销应留有1/2 的检修调整余量。 

　　（8）焊接活动导叶全关、全开位置限位块，导叶臂与限位块之间距离为10mm，焊角20mm。 

　　3 结语 

　　轴套与轴颈的间隙较大，在水压力下导叶的关闭较紧密，导叶立面间隙的调整应该用钢丝绳捆绑检查。用偏心销重复几次把间隙调均匀，最终在压紧行程下再次检查立面间隙。 

　　在安装过程中发现，导叶端部间隙前后测量的数据不同，趋势是随着温度升高，实测间隙偏小。由于间隙的变化特别是下端部间隙直接影响了导叶的动作，建议在今后机组安装的过程中可根据安装时的环境适当增大导叶的端部总间隙，以满足在不同温度下的间隙变化。虽然在安装和调试过程中遇到了很多问题，使得工期受到了很大的影响。但运行中机组的震动等各方面特性是非常优良的。 

　　参考文献 

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