冲击式水轮机组安装工艺的研究
CCS水电站冲击式水轮机安装工艺概述
CCS水电站冲击式水轮机安装工艺概述摘要本文以厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站为例，讲述了CCS水电站冲击式水轮机的安装工艺。
厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站安装8台套单机容量为187.5MW的立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。
该水电站水轮机单机容量目前位居国内已建及在建单机容量最大的冲击式机组首位。
本文针对该电站高水头、大容量立轴冲击式水轮机组的结构特点进行了介绍，对安装施工工艺进行了详细阐述，可供其他同类电站借鉴。
关键词CCS水电站；冲击式水轮机；安装工艺前言厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站（简称CCS水电站）位于厄瓜多尔东部的科卡河流域，电站坝址距首都基多约130km，为引水式电站，共安装8台套单机容量为187.5MW的6喷嘴立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。
该电站工程由引水枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、地下厂房、进场交通洞、500kV电缆洞、地面开关站及控制楼等组成。
地下主厂房内安装8台套立轴冲击式水轮发电机组及其附属设备，水轮机型号CJ1176N-L-333.9/6X28；转轮节圆直径3349mm；喷嘴数6个；额定转300r/min；额定功率188.266MW；额定流33.7m3/s；额定水头604.1m；最大水头618.4m；机组转向：俯视顺时针。
1 施工工艺1.1 尾水底板及里衬安装①依据主厂房基准坐标布置基准控制点及坐标控制点。
②依据一期预埋图纸预埋基础板、锚钩等基础埋件，其基础预埋板的高程偏差≤；中心和分布位置偏差≤；水平偏差≤，所有组合缝的内表面错牙≤，过流表面焊缝打磨平顺并按图纸要求进行无损探伤检查。
③按图纸确定其里衬的安装位置，调整里衬的X、Y轴线与机组X、Y轴线偏差≤，中心高程偏差≤。
④尾水里衬整体组装、焊接加固完成，经验收合格后移交工作面进行混凝土浇筑。
1.2 稳水栅安装①按照图纸所示方位和角度在尾水里衬底板预埋的基础板上安装主梁支柱，利用支柱下部螺栓调整其高程。
冲击式机组安装安装工艺
冲击式机组安装工艺1．水轮机井形架的安装在土建施工到井形架安装高程时，进行安装。
井形架的中心和高程的调整与下一步安装机座密切相关。
1.1基础制作在设计位置按设计高程制作8个支脚，上平面是一钢板，且与混凝土中的钢筋连接牢固，高差控制在±2 mm。
若高程差太大，将影响到机座和平水栅的安装。
1.2 井形架制作井形架由25#工字钢在现场组焊而成。
工字钢先配割，两根长的不动，配割其它六根短的，方便搭接施焊。
将两根长的工字钢平行搭接于基础支脚上，安装中心偏差控制在3 mm之内，开始拼装井形。
焊接时防止上翘，可先将工字钢与八个支脚固定，施焊过程中尽量防止变形。
2．机壳安装在井形工字钢架拼装完工后，即可进行机壳的安装。
2.1 为了运输方便，机壳到现场是散装的，找好厂家的编号及顺序。
制作吊点。
2.2 吊装将机壳吊到安装位置，对好基准线，然后固定，不让其偏倒。
方法：在前后两面各拉两根中间带花拦螺栓(用于调整垂直度)的钢筋，调好其垂直度及方位(高程是已经确定好的)。
依此而行，将其余机壳吊装就位。
2.3 检查吊装完毕后，再次检查各个尺寸(特别是上开中的尺寸)是否符合要求。
2.4 焊接检查完毕后，按图纸要求进行焊接。
焊接时，防止变形，在焊接过程中，进一步检测各部尺寸。
2.5 交土建施工，浇混凝土至机组0高程下约1米。
3. 机组主进水管的安装主进水管包括叉管(若是4喷嘴还有大叉管，小叉管之分)、弯管和补偿管3部分。
3.1进水法兰的安装进水法兰的安装是一项非常关键的工作，其结果直接影响到机组的生产运行质量。
需要调整的尺寸有：水平方向，与中心线的距离满足设计尺寸(x和y两个方向)，测量法兰两端，尺寸要一致；竖直方向，法兰面要保证垂直，高程满足设计要求；旋转方向，与制造厂家保持一致。
测量方法：水平方向在机壳拉两条互相垂直的钢琴线，高程为设计0高程，方向与厂家图纸一致；垂直方向吊一铅垂线进行测量。
加固进水法兰段，然后将法兰和机壳按图纸要求焊接，焊接中多检查，校正，防止变形。
关于冲击式水轮机转轮修复工艺技术的探讨
关于冲击式水轮机转轮修复工艺技术的探讨摘要：如今，冲击式水轮机遍布世界各处，然而随着转轮使用时间的延长，转轮因各种原因导致各个部位出现不同程度的磨损破坏，直接影响转轮的出力与电站运行的稳定性，处理不当则很容易造成巨大的经济、人生安全损失。
但由于新转轮制作费用高昂而且周期较长，为了更好地平衡高昂的设计、制造费用与电站实际使用的需求，降低经济损失，维修转轮始终是电站首推的方案。
然而冲击式转轮的工况十分恶劣，迫使工厂在维修时必须严格控制每一工序，严控转轮的质量，因此厂家在维修转轮时，制定快捷、可靠，的冲击式转轮维修工艺具有重大的意义。
关键词：冲击式转轮；损坏原因；修复工艺当今时代，冲击式转轮发电站在发电设施中占着很大一部分，其中冲击式转轮的工作环境最为恶劣，转轮在高压、重复、潮湿的环境下长期高速旋转，导致水斗出现各种程度的破坏，甚至断斗，发生各种危险事故。
在转轮破坏的各种情况中，水斗各种磨损最为常见而且无法避免，唯一便捷、可靠、经济的方法就是加强对转轮进行维护，定期对水斗进修维修。
在冲击式转轮的维修过程中，最容易产生的质量问题有二，其一是维修后型线不合理，导致重新使用时极其容易产生磨损或导致机组工作不稳定，维修没有达到预计的经济使用效益，失去维修意义。
其二是水斗维修后产生潜在应力、或有残留裂纹，导致转轮不胜高强度的工作负荷，产生断斗危险。
断斗在高速飞出时容易拍打在喷嘴或其他危险部件上，造成二次破坏，而且机组会瞬时失去平衡，严重则会直接报废转轮、破坏发电机组，造成巨大的经济、人生安全事故。
因维修产生应力，导致运行时发生断斗的损失在国内已有多例，因此冲击式转轮维修必须严格控制水斗的残留应力、对转轮的各个部位必须进行严格的无损探伤检测，排查各种缺陷裂纹。
为了确保维修质量，在此我们对冲击式转轮的磨损破坏维修工艺作一简单介绍探讨。
冲击式转轮的磨损维护按型线构造是否与原来型线是否一致，分为水斗型线重建和水斗型线改造两种。
卧式冲击式机组安装方法
卧式水斗式水轮机的安装（一）卧式水斗式水轮机的结构和安装程序水斗式水轮机是冲击型水轮机中应用最多的一类，也是中、高水头电站经常采用的机型。
水斗式水轮机仍有立式、卧式之分，还可能有双转轮及多个喷嘴的。
但一般的中小型机组，最常采用的是单喷嘴或双喷嘴的卧式水斗式水轮机。
卧式水斗式水轮机如图5-19所示，它的过流部分包括引水管、喷嘴一喷针、转轮和尾水槽。
压力钢管来的高压水，经过引水管改变方向，从喷嘴喷出形成高速射流，射流冲击转轮上的水斗，从而将射流的动能转变成旋转机械能。
水斗式水轮机的其它部分包括主轴、轴承、主轴密封装置、折向器、导流板、反向喷嘴和机座、机壳等。
其中反向喷嘴可以形成冲击水斗背面的射流，用于机组停机过程起制动作用，也用于机组飞车时降低转速。
而折向器用来快速切断射流，它与喷针一起受调速器控制。
机组甩负荷或突减负荷时，先用折向器快速切断射流，再由喷针缓慢关闭喷嘴，这样既限制机组转速的上升，又控制压力钢管不产生过大的水锤压力。
水斗式水轮机的安装，仍然从埋设件开始，并以机座作为安装的基准件。
其安装的基本程序是：(1)机座安装。
(2) 轴承座安装。
(3)喷嘴一喷针的组合及安装。
(4)主轴转轮的组合、吊装。
(5)机壳及附件的安装。
本节将重点介绍机座安装，喷嘴喷针的安装这两部分，这正是水斗式水轮机安装工程中最重要、也是比较特殊的地方。
（二）机座安装机座是水斗式水轮机的安装基准件，它的安装质量应达到以下要求：(1) 机座中心的平面位置误差不大于1mm。
(2)高程误差不大于±2mm。
(3)机座上法兰面的水平度误差不大于0.05mm。
机座的安装如图5-20、图5-21所示，应先作好准备工作，再吊入找正。
1、准备工作(1)在机坑四周设标高中心架，从原始基准出发，将厂房的X、Y轴线表达到标高中心架上，同时测定轴线的高程。
轴线高程以高于机座上法兰面应有高程300mm左右为宜。
(2)在机坑中布置支墩、垫板、楔子板，准备地脚螺栓孔等。
冲击式水轮机的安装和运行维护要点
冲击式水轮机的安装和运行维护要点冲击式水轮机是一种利用水流冲击转动水轮叶片产生机械能的装置。
它具有装置简单、效率高、维护便捷等特点，被广泛应用于水力发电、水泵、水压机械等领域。
本文将详细介绍冲击式水轮机的安装和运行维护要点，以帮助读者掌握相关知识。
1. 安装要点1.1 安全考虑：在安装冲击式水轮机之前，必须充分考虑安全因素。
确定水轮机的安装位置时，要远离危险区域，避免因意外事故造成伤害。
同时，还要确保水轮机能够稳定地运行，不会对周围环境和设备造成损害。
1.2 基础施工：冲击式水轮机需要有坚固的基础来支撑，以确保其安装稳定。
基础的施工应严格按照设计要求进行，包括地基的挖掘、混凝土的浇筑和固化等步骤。
在施工过程中，还要严格按照图纸要求进行测量和调整，确保基础的水平度和垂直度。
1.3 水轮机安装和调试：安装水轮机时，要做好吊装工作，并确保水轮机与基础之间有足够的间隙。
安装完成后，还需要对水轮机进行调试，包括检查水轮叶片的姿态和清除可能存在的堵塞物。
同时，还需要测试水轮机的转速和负载情况，以确保其正常运行。
2. 运行要点2.1 监测水轮机性能：在运行冲击式水轮机时，需要定期监测其性能。
包括监测水轮机的转速、发电功率和效率等指标，以确保其运行符合设计要求。
同时，还需要密切关注水轮机的温度、压力和振动情况，及时发现并解决潜在的问题。
2.2 维护水轮机设备：定期维护水轮机设备是保证其长期稳定运行的重要措施。
维护工作包括清洁水轮叶片和水轮机内部的积泥、沉积物，检查并调整轴承、皮带和链条的松紧度，以及保养润滑系统和冷却系统等。
此外，还需要定期更换磨损严重的部件，以延长水轮机的使用寿命。
2.3 处理故障和意外情况：在水轮机运行过程中，可能会遇到各种故障和意外情况，比如水轮机停机、异常噪音和漏水等。
对于这些情况，操作人员首先要确保自身安全，然后及时停止水轮机并排除故障。
对于较复杂的问题，可以寻求专业人员的帮助。
3. 安全注意事项3.1 水流控制：冲击式水轮机的工作原理是利用水流冲击叶片产生动力，因此在使用前必须控制好水流。
高水头、多喷嘴冲击式水轮机组机壳现场组装及安装
１ 、工程概述
厄瓜多尔 Ｃ Ｃ Ｓ 水 电站安装 ８ 台套单机容量为 ２ ０ ５ ＭＶ Ａ 的水斗式 水轮发 电机组 及其 附属设备 。水轮机为 ６ 喷嘴立轴冲击式机组 ，型号
为 ：ＣＪ １ １ ７ ６ Ｎ— Ｌ 一 ３ ３ ４ ． ９ ／ ６ ×２ ８ 。
ｘ、Ｙ轴线方位 的调整 。
（ ５ ）在机壳下部侧板整体调整达到以下要求后进行 加固。机
组装支墩过低导致斜板无法组装。 确认机壳上部标记的 Ｘ、Ｙ装配方 向与厂房基准的坐标方 向相
２ 、施工工艺
２１ 施工准备
（ １ ）根据到货清单检查机壳 到货情况 ，根据 图纸检查各部件尺
寸。
（ ２ ）根据业主 ／ 咨询批准 的施工技术措施进行施工技术和安全 交底。 （ ３ ）施 工场地清洁满足施工要求 ，施工 照明、通道满足要求 。
与机壳对接 的环缝 、斜板与斜板 间的径 向对接缝只进行段焊及加 固。 ２ ７ 机壳上部与斜板整体 吊装 、调整
（ ５ ）根据计算的配割余量在尾水里衬侧板上进行划线标记 ，采
用气割配割后对组合缝位置进行打磨处理 。
（ ６ ）根据上部尾水里衬装配尺寸复核机壳下部侧板的高度和宽
度 ，按实际尺寸进行配割和焊接 。 ２ ． ４机壳下部侧板组装
水 能 经 济
高水头、 多喷嘴冲击式水轮机组机 壳现场组装及 安装
陈婉 ’周玉龙
１ 、 中国水 电建设集团国际工程有限公司 北京 １ ０ ０ ０ ４ ８ ２ 、 中国水利水 电第十 四工程局有限公司机 电安装分公司 云南 昆明 ６ ５ ０ ０ ４ １
【 摘要】厄瓜 多尔 Ｃ Ｃ Ｓ水 电站是厄瓜多 尔重点建设项 目，也是该 国 目前最大的水 电站。机组 单机 容量 大、 水头高、转速 高 在安 装过程 中质 量控 制要 求高， 本文章将 机壳现场组装、安装施工 方法做 了详 细阐述，供今后 同类电站借鉴。 【 关键词】 高水头 ；多喷嘴 ：冲击式机组 ：上部机 壳；组装 ：安装
冲击式水轮机配水环管安装施工工法(2)
冲击式水轮机配水环管安装施工工法冲击式水轮机配水环管安装施工工法一、前言冲击式水轮机是一种重要的水利设备，广泛应用于水电站和水资源利用工程中。
在冲击式水轮机的安装过程中，配水环管安装施工工法是一个至关重要的环节。
本文将详细介绍该工法的工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析，以及一个工程实例，以便为实际工程提供参考。
二、工法特点配水环管安装施工工法是通过对冲击式水轮机的水路系统进行合理设计和施工，使得水能通过水轮机的叶片，从而转化为机械能。
该工法具有施工周期短、工艺简单、成本低廉等特点，适用于各种规模的水力发电项目。
三、适应范围该工法适用于各种类型的冲击式水轮机，包括独立冲击式水轮机、串联冲击式水轮机和并联冲击式水轮机等。
同时，该工法也适用于各种类型的水利工程，包括水力发电站、水库和引水工程等。
四、工艺原理配水环管安装施工工法的核心原理是通过合理的施工工艺和技术措施，确保水能顺利通过水轮机的叶片，从而带动水轮机的转动。
具体而言，首先需要进行水流分析和水能计算，确定配水环管的尺寸和位置。
然后，根据设计要求，进行配水环管的制作和安装。
在施工过程中，需要注意保证配水环管的密封性和稳定性，以确保水能不会漏失或造成损坏。
五、施工工艺配水环管安装施工工法包括以下施工阶段：1. 施工准备阶段：进行工程资料和机具设备的准备，确定施工方案。
2. 配水环管制作和预装阶段：按照设计要求，制作配水环管，并进行预装调整，以确保尺寸和位置的准确性。
3. 配水环管安装阶段：将预装好的配水环管安装到水轮机上，并进行连接和固定。
4. 检测和调试阶段：对安装完成的配水环管进行检测和调试，确保其正常运行。
5. 施工完工阶段：进行施工记录和清理，确保施工现场整洁。
六、劳动组织配水环管安装施工工法需要有专业的施工队伍进行组织和管理，包括工程师、技术员、操作工等。
在施工过程中，需要严格按照施工计划进行任务分配和协调，确保施工进度和质量。
冲击式水轮机设计的探讨和发展探究
２ ０ １ ３ 年 第１ ９ 期ｌ 科 技创 新与应 用
Hale Waihona Puke 冲 击 式水轮机设 计 的探 讨 和发展探 究
吴 迪
（ 哈 尔滨电机 厂有 限责任公 司国际经 营部 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要： 随 着 材料 科 学技 术 的 日益创 新 ， 冲击 式 水 轮 机 设 计 的理 论及 方 法越 来越 成 熟 ， 更 多 高性 能的 冲击 式 水轮 机 被 广 泛应 用 于 高水奈 件 下 ， 并 且取 得 了令人 满意 的 效果 。 冲击 式 水轮 机 结 构 简单 ， 机 组使 用环 境 自由 以及 耐 腐 蚀 等优 点 ， 因此 受到 了高水 电 站 的 青昧 。 然 而 ， 冲击 式 水轮 机 在 实 际使 用 中仍 有 不足 ， 作 者 认 为加 强对 其设 计 探 讨 和发 展研 究具 有 现 实意 义 。 关键词： 冲击 式 水轮 机 ； 设计 ； 发展 探 究
超 过 一 千米 水 头 段 的工 作 面要 想 采 用 冲 击式 水 轮 机 ， 一 定严 格 界 定 转 轮 最 大允 许 应 力 幅值 。 设计 期 间 利用 有 限 元法 来 分析 应 力 变化 情 况， 从 而 准 确 预见 最 大应 力 值 ， 而且 要 进 行 实 际 测 量 实 验 来 验 证 预 见 最 大应 力 是 否 满足 需 要 。 由于 转 轮 材料 中存 在允 许 的缺 陷 尺寸 ， 如 果水 轮机 设 计 要求 不 高 可 以忽 略 不 计 ， 但是 在 特 殊 要求 的情 况 下 必 须 给 以其 高 度 重视 ， 例 如 要求 表 面缺 陷 尺寸 不 超 过 最小 允 许 值 条 件下 ， 不 但 需要 技 术条 件 较 高 ， 而且 要 选择 高 质 量 的生 产商 。 ３ ． ４磨 蚀 破 坏方 面 冲击 式水 轮 机 的 的射 流 速 度快 ， 在水 流 中掺 杂 的颗 粒 会 导致 喷 嘴 或 者 水 斗 等 重要 部 件 被 腐 蚀 ， 使得机组不能稳定运行 ， 如 果 不 及 的 自由射流 ， 使转轮水斗受到冲击力 ， 转轮就会 运动 ， 进而实现水能 时 采取 有 效 措施 处 理 ， 甚 至减 少 设备 的服 务年 限。由此 可 见 ， 必须 在 转 换 成机 械 能 的 目标 ， 即水 力原 动机 ， 尤 其 在 高 水 头小 流 量 环境 下 设 计环 节 给予 腐 蚀 破 坏 问题 已高 度 关 注 。作 者 认 为 要 想 理 解 此 问 使用 效 果 更 突 出 。 根据 冲击 式水 轮 机 中 心线 与 转 轮偏 离 的相 对 位 置 题 ， 必 须从 以下 三个 主 要方 面 来 说 明 ： 其一 ， 腐 蚀破 坏 程 度 和颗 粒 相 和做 工次 数 的差 异 ， 一 般分 为切 击 式 水 轮 机 、 斜 击 式 水 轮机 与双 击 互 碰 撞 的速 度 以及 颗粒 大 小 有直 接 关 系关 系 ， 通 常是 腐 蚀破 坏 程 度 式水轮机。其 中切击式水轮机 的应用领域最广 ， 无论哪种类型的冲 与二 者 存在 正 比例 函数 关 系 。其 二 ， 当颗 粒 与 冲击 式 水 轮机 底 板 材 击 式 水 轮 机其 工 作原 理 大 同小 异 ， 都 是 完 成 水 能 到机 械 能 转 化 的一 料 呈 三 十度 角 时 引起 的磨 蚀 最严 重 。其 三 ， 在水 轮 机 水 流 口处 涂 抹 种 特 殊 工具 。 特 殊 的 材料 能 有 效 降低 磨损 破 坏 程度 。 ３ 冲击 式水 轮机 设计 的探 讨 针 对上 述 问题 ，通 过 采 取 妥 善 的 处 理 策 略 能 减 少 磨 蚀 破 坏 程 ３ ． １设计 选 择 方 面 度， 主要 针对 含 颗 粒 较多 的高水 流采 用 以 下措 施 ： 首先 ， 在 满 足 工程 疲 劳问题是影响机组使用期限的关键 因素 ， 是冲击式水 轮机设 需 要 的 前 提 下 ， 应 当尽 量 减 少 水 轮 机 重要 结 构 部 分 的 曲率 ， 这样 有 计过程中亟待解决的难题 。设计上应确保机组使用期 限至少为 ２ Ｏ 利于降低水流中颗粒的加速度不至于过高 。其次 ， 防止水轮机各结 年， 检修间隔不超过 １ 年。 在设计高水头 电站的立轴 冲击式时 ， 对高 构和来 留方向出现三十度的交角 ， 降低磨蚀破坏程度。 再次 ， 适当调 压引水管道的线路铺设应该高度重视 ， 应当将机组的布置形式为前 整喷嘴数量 、 射流直径以及水斗容量 。避免颗粒在短时间内积聚对 提 。 随着 工 程施 工 条 件 的复 杂 程 度提 升 ， 引水 管 道 布 置 与其 他 系 统 水轮结构造成破坏 。最后 ， 在经常出现磨蚀 的结构要尽量选用抗磨 结合度越来 越高 ， 逐渐走 向完整化 、 规范化 、 统一化 ， 使 机组 使用领 蚀 材料 或 涂抹 隔离 层 。 域 日益 增 多 。 ４ 冲击 式 水 轮 机 的发 展方 向探 究 对 于地 下 室 水 电站 ， 尽量减少电站建早时地基的开挖量 ， 在 机 目前 ， 在科 学 技 术 及 新 材 料 开 发 的 驱 动 下 ， 冲击 式 水 轮 机 快 速 组种类 的选用上一般倾向于立式多喷嘴水轮机。 水轮机喷嘴数 目是 发 展 ， 运行安全性能显著提高 ， 大功率冲击 式水轮机 已经被广泛应 要全面考虑下面几个问题 ： 第一 ， 水轮机效率。第二 ， 转轮的服务年 用与高水头生产。由于冲击式水轮机的转轮是铸件 ， 如何在大型转 限； 第三 ， 水轮机 的实用性 ； 第 四， 机组成本与后期维护费用 。 轮铸造艰难 的条件下采用有效 的方法保证铸件 的高质量， 这是 冲击 ３ ． ２水 轮 机效 率 方 面 式 水 轮 机 未来 发 展研 究 的重点 课 题 。 目前 ， 还 没 有 计 算 水 轮 机 效 率 的公 式 ， 水 轮 机 其 效 率 计 算 比较 不但要确保大型冲击式转轮机的制造质量 ， 还应该优化设计方 复杂， 即使是相同的参考数据获取 的答案也有很大差异。 因此 ， 要针 案及采取合理的措施切实提 高成产大型冲击式转轮机 的运行性能， 对水 轮 机 实 际 的应用 条 件 ， 采 用各 种 定律 对 其 效率 做 出 修正 。 这 也 是 未 来 发 展 的 必 然 趋 势 。在 此 方 面 的发 展 应 遵 照 以 下 几 条 原 第一， 对 冲 击 式 水 轮 机 重 要结 构 连 接 处 的焊 接 应 力 必 须 严 格 控 水 斗 射 流 入 口处 的形 状 决 定 了冲 击 式 水 轮 机 效 率 。一 般 情 况 则 ： 下， 多 喷 嘴 冲 击 式 水 轮机 的水 斗 流 人 口会 向 上 弯 曲 ， 如 果 对 其 直 径 制 ， 并针对设计 中易于出现焊接缺陷处提前做好处理方案 。 第二 ， 在 适 合 理 调整 能 提 高水 轮 机效 率 ， 并 可 降低 水 量 损失 。 然而 ， 在此 过 程 控制缺陷相关数据确定时， 应该将压力循 环次数及使用寿命作为关 第三 ， 采取最佳 的工艺与检测技术 ， 保证设备调试期 中， 在水 斗 背 面 的交 变应 力 的 数值 会 增 加 ， 减 少 转 轮机 的服 务 年 限 。 键的考虑 因素。 所 以在水轮机设计中要将效率与寿命共 同抓 ， 探索 出最合理 的设计 间快 速 发 现 问题 。 第 四， 开 发新 型 材 料 ， 使得 设 备 机构 自身 宁够 应对 冲击 式 水 轮 机凭 借 优 越性 能在 高 水 头条 件 下 推 广应 用 ， 其在 结 构 方 面相 对 于 传 统 的水 轮 机做 出 了重 大 改进 ， 使 得结 构 简 单但 不 缺 少整体性 ， 机组安装高程将影响因素降到最低 ， 实际运行状态稳定。 尽管我们看到其存在诸多优势 ， 但 我 们 并 不 能 满 足 于此 ， 这 是 因为 冲击 式水 轮 机 设计 中仍 有 问题 ， 要 想 真 正 达 到 高效 生 产 就 必须 在 其 设 计 方 面进 行 研究 。作 者结 合 实 践 经验 ， 对 冲击 式 水 轮 机存 在 的不 足 进行 了简 要 分析 ， 并 针 对其 未 来 的发 展 趋 势展 开 探究 。 ２ 冲 击 式水 轮 机 简述 冲击 式 水 轮 机 的工 作 原 理 是 利 用特 殊 倒 水 喷 管 引 出 具 有 动 能
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冲击式水轮机组安装工艺的研究摘要：至2010年底,中国水电装机总容量约200000MW,年发电量达7210亿度,占世界的21%。
中国水电无论装机容量还是年发电量,均跃居世界第一。
作为主要的清洁能源,水电为我国提供约22%的电力,在国民经济发展中的地位举足轻重。
然而,随着水电资源开发程度的不断提高,大、中型的水电站将会逐渐减少,逐步向高水头大容量的冲击式水轮发电机组过渡,而冲击式水轮机组因其效率高、受负荷变化影响小等优势无疑会受到广泛关注。
本文以任宗仁海电站的实践经验,对冲击式水轮发电机组的关键安装工艺进行了研究,为国内同类机组的安装提供可资借鉴的经验。
关键词：冲击式水轮机配水环喷针仁宗海水电站为单一发电工程,电站安装2台同型号的6喷嘴冲击式水轮发电机组。
水轮发电机组参数:发电机型号:SF120-16/5800;水轮机型号:CJ610-L-255/6×23.1;额定功率:120MW;额定电压:13.8kV;额定电流:5702A;额定功率因数:0.90（滞后）;机组额定水头:560m;额定转速:375r/min;飞逸转速:685r/min。
电站发电机部分与其它类型立式机组安装基本相同或相似,故针对冲击式水轮机的特点,重点研究以下施工工艺:(1)配水环管安装工艺;(2)喷嘴的喷针安装工艺。
1、配水环管安装配水环管分为6节支管和5节凑合节在现场拼焊。
在喷嘴法兰与配水环管支管法兰间设置有调整垫,喷嘴安装前用专用工具（模型转轮和中心测杆）测量并加工调整垫,从而保证喷嘴的安装精度。
1.1 配水环管的安装与调整(1)测量放线;以机组X、Y轴线为基准,进行配水环管进口法兰的调整。
一条法兰面的平行线检查到机组x轴线的距离、法兰面与x轴线的平行度、法兰面的高程;一条纵轴线检查进口法兰到机组y轴线的距离,保证与后面安装的水轮机进口球阀和压力钢管在同一轴线上。
(2)进水口及喷针法兰的垂直度检查;每个法兰的垂直度用线坠检查,在法兰左右分别布置2个线锤,以保证法兰面的垂直。
(3)确定机组中心;在稳水栅上自制安装专用平台,用全站仪找出机组中心点,并做标记,用以测量喷嘴法兰到机组中心的距离,保证转轮和喷嘴法兰同心。
(4)确定喷嘴法兰平面的中心点;在每个喷嘴法兰面相平行100mm位置,安装一个槽钢架,通过计算角度并用精密全站仪找出法兰的中心点并冲点做标志。
该点作为法兰调整测量的基准点。
1.2 配水环管调整配水环管的安装要求:高程误差≤±1mm,喷嘴法兰到中心距离误差≤±5mm,两喷嘴法兰间距误差≤±3mm,法兰垂直度误差≤1mm。
凑合节与支管合缝内部错牙≤5mm。
(1)第1节配水环管的调整;先粗调叉管1进口法兰面的高程及中心至Y基准线的距离偏差以及进口法兰面与X基准线的平行度偏差,以及喷嘴法兰的高程和到中心线的距离,各项指标需同时满足要求（实际调整中首先要检查配水环管法兰面本身是否有波浪度,应确定法兰本身没有误差,再进行调整）如图1。
以此作为进水球阀安装、调整（中心、高程及方位）的基准。
在调整中用吊钢琴线的方法来测量进水口及喷针法兰面的垂直度偏差。
并通过全站仪检查至机组中心的尺寸,满足设计要求后进行加固。
(2)第2、3、4节节配水环管的调整;先调整各法兰距中心的距离、高程、垂直度、然后调整各喷嘴法兰的间距。
角度调整:各喷嘴法兰之间的距离调整合格后,通过在各喷嘴法兰平面吊线锤,找出垂直中心线,再通过钢板尺检查中心线与平行做点相重合。
法兰的垂直度通过千斤顶配合各支腿的调整螺栓进行调整如图2。
最后进行各参数的精调校核,调整合格后,用槽钢等将配水环管固定。
图2 配水环管调整示意(3)第5、6节的调整方法与前几节一样,第6节支管安装调整完毕后,通过检查各喷嘴法兰的调整参数合格后,最后进行凑合节安装。
1.3 配水环管的焊接配水环管环缝焊前焊条经350℃烘焙1h。
配水环管焊缝应先预热,预热温度为100～120℃,预热范围应不小于焊缝周围100mm的区域。
在保证焊缝质量的同时,须控制好变形量,保证各法兰的最终尺寸。
焊接变形控制:首先进行加固配水环管,焊定位板进行定位焊。
焊接过程中,必须将上一层焊渣彻底清除干净,同时层间接头应错开30－50mm,应分段、对称、退步、窄道焊接,焊条摆动的幅度不应超过焊条直径的4倍;连续进行焊接时,中断焊接前最小焊接厚度不得小于板厚的2/3。
采用预热焊接时,若中断焊接,应采取保温措施。
环缝的焊接应根据各环缝周长的不同,确定合理的同时施焊人数。
焊接过程中,加强对配水环管（叉管）安装位置偏差的监测,根据情况随时调整焊接顺序。
1.4 配水环管的水压试验为了有效消除配水环管在工厂及现场焊接施工的内部应力和检验其强度,对焊接调整完的配水环管要进行水压试验。
配水环管属于薄壁承压容器,随着压力的不断上升,因弹性变形有可能引起各叉管出口法兰安装位置发生细微变化。
为此,在水压试验前,用钢板条将6个叉管的出口法兰临时点焊固定成整体,以增强结构刚度如图3。
图3 配水环叉管加固变形监测用百分表测量,表座应与配水环管无任何连接。
每个喷嘴法兰的垂直方向架1块表,进水口法兰的垂直方向架1块表,监测各法兰的轴向位移。
配水环管外围及上方均布3块表,监测环管的膨胀量。
5、6号喷嘴法兰的平行方向各架1块表,监测配水环管向外的扩张量。
水压试验的最终压力为11Mpa。
应分阶段逐步升压,水温要求不低于5℃。
1.4.1 升压过程第一、打压到3Mpa,保压15分钟,检查各焊缝及法兰是否有渗漏和裂纹。
第二、从3MPA升压到5.5Mpa,保压10分钟,检查各焊缝及法兰是否有渗漏和裂纹。
第三、从5.5Mpa升压到8.5Mpa,保压10分钟后,检查各焊缝及法兰是否有渗漏和裂纹。
第四、从8.5Mpa升压到10Mpa,保压10分钟,检查各焊缝及法兰是否有渗漏和裂纹。
无异常情况后泄压到9Mpa,再保压10分钟。
第五、从9Mpa升压到11Mpa, 保压60分钟,检查各焊缝及法兰是否有渗漏和裂纹。
第六、在升压过程中,应注意对配水环管的法兰及尾部受力较大的位置进行百分表监控。
1.4.2 降压过程第一、在检查11Mpa压力后,无任何裂纹及异常情况后,对配水环管进行降压,从11Mpa降至8.5Mpa,保压10分钟。
第二、依次按升压等级过程降压直至为0,打压试验结束。
在水压上升的初期阶段,应密切注意观察配水环管及其连接管路有无异常情况。
在每一阶段中保压一段时间并仔细检查配水环管各焊缝是否存在漏点,发现渗漏应立即停止试验,处理合格后重新开始试验。
在试验过程中做好压力值、保压、时间、配水环管的变形值等详细记录。
水压试验完成后,卸压过程也应分阶段逐步进行。
试验合格后,对配水环管再次升压到7Mpa,进行混凝土浇筑,在浇筑过程中对各法兰进行架百分表监测变形,根据监测记录变形情况调整浇筑顺序。
当混凝土强度达70%后,排水降压。
2、喷针的安装2.1 喷针调整调整准备;第一、清扫并打磨配水环管法兰面,并检查其法兰面的垂直度,要求不能超过每米0.20mm,如果无法满足其要求,就必须对法兰面进行打磨处理。
第二、安装调整模拟转轮,测量中心高程(A),并在调整转轮上做出明确标示。
其误差不能超过±0.50mm。
第三、安装喷针调整工具,在安装前,检查调整工具是否有变形或损坏。
2.2 喷针调整步骤第一、安装调整工具,进行数据测量,计算得出需加垫厚度。
第二、按照计算加垫厚度,加垫装配后,继续测量。
若不满足安装要求,按实测值重新计算后,加垫在进行测量,直至复合安装要求,计算出实际加垫厚度值。
第三、计算出的实际加垫厚度值最终成为调整垫的加工值。
2.3 喷针调整(1)所有准备工作完成后,对喷针逐个进行调整,其调整过程主要控制喷针中心高程（H）与转轮中心的偏差及喷针射流线与转轮之间的水平距离（B）。
(2)数据测量,通过计算得出在喷针与喷水环管法兰之间调整垫加工尺寸。
其计算公式喷针调整计算公式:A2+B2=;/r=δA表示:喷针中心与转轮中心的高差。
（实测值减去设计值）B表示:喷针中心与转轮中心的切点距离。
（实测值减去设计值）r表示:喷针加垫的倍数关系。
（计算公式:即除以喷针法兰直径。
）δ表示:喷针法兰加垫的实际尺寸。
H=ctg×单位弧长（L）L表示:喷针法兰在圆周1°所计算的弧长。
H表示:喷针法兰加垫位置。
(3)计算出加垫数据及加垫位置后,在进行测量是否合格,同时要测量出喷针法兰面到喷针射线点的距离,（也就是喷针法兰面至转轮中心切点的距离）。
如果与设计值有所偏差,因此在加工调整法兰垫厚度时进行调整,消除其偏差,以满足安装要求。
(4)调整完毕后,通过测量计算数据,对调整法兰垫进行加工。
其加工精度要求为3.2。
加工误差不超过0.05mm。
在加工时应注意要明确标识出方位,以免在加工时出现混乱。
(5)调整垫加工完毕后,对其各点进行检查后安装。
3、结语随着我国水电站开发资源的日趋减少,高水头冲击式水轮发电机组的开发优势将更加明显,具有更广阔的发展前景。
冲击式水轮机发电机组未来的发展趋势是在提高效率的同时向高水头、大容量的方向发展,传统的小型卧式机组将逐渐被结构和控制简单的立式多喷嘴高转速机组所取代。