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。它们的平面位置和高程对照厂家图纸，平面位置误差不大于10mm；高程误差0~-5mm。

(3) 清扫机座，在上法兰面做好X、Y 轴线标记。

2、吊入找正

(1)中心位置的测量、调整。在标高中心架上

用0.3mm的钢琴线拉出X、Y轴线，再用软线

悬挂四个小垂球与机座上的轴线标记对应。

如果机座轴线不正，则用千斤顶、拉紧器加

以移动，如图5-20 所示。

(2)高程的测量、调整。机座上法兰面

的实际高程，可以用钢板尺测量它与钢琴

线的高差来决定；也可以用水准仪直接测

定。实际施工时一般先用前者作调整，最后

用水准仪作校核。但两种方法都必须在上

法兰面上作多点测量，用平均值作为实际高程。当高程不符合要求时，用楔子板作调整。如图5-21 所示。

(3)上法兰面水平度的测量、调整。机座上法兰面的水平度必须用框形水平仪测量。最好先制作平梁，再按第一章所介绍的方法，分别沿X、Y轴线调头测量。如果直接将框形水平仪摆在上法兰面上测，就必须在不同位置、沿不同方向反复测量。当机座存在变形而上法兰面平直度不合要求时，直接用框形水平仪测量就难于掌握水平度的实际误差了。

另外，中心位置、高程和水平度三者的调整会相互影响，必须反复测量和调整，直到三方面都符合要求为止。

3、锚固后浇注混凝土

坑座是大尺寸的薄壁构件，往往由钢板组焊而成，位置找正以后必须充分锚

固才能浇注混凝土。

（三）喷嘴的安装

1、喷嘴的结构和安装要求

喷嘴——喷针是形成射流并调节流量的机构，其结构见图5-22。喷嘴和喷管由螺栓固定在机座壁上，与引水管连接而形成水流通道。由于喷嘴和喷管口的断面逐步收缩，水流由此喷出时将形成高速射流冲击水斗。喷嘴以内是可轴向移动的喷针，它由接力器带动用于调节流量。喷针全关时喷针头与喷管口内壁接触，将喷口封闭以实现停机。喷嘴外设有折向器，它由连杆、操作杆与调速器相连，在关闭喷针时首先快速切断射流。折向器的动作与喷针的开、关相配合，行程间的配合规律称为协联曲线，由调速器及传动机构决定。

从安装上讲，这部分的基本要求是：

（1）转轮上水斗分水刃的旋转平面应通过机座喷嘴安装法兰的中心，位置偏差不大于2mm。而喷嘴的中心线应该在分水刃的旋转平面上，其

轴向偏差不大于±1mm

（2）喷嘴的中心线应与转轮的节圆相切，在径向上偏差不大于2mm。

（3）折向器的中心线与喷嘴的中心线应该在同一个平面内，偏差不大于±4mm。

（4）喷嘴的锥角应符合设计值，偏差不大于±0.5°。喷针全关时喷管口应封闭严密，用塞尺检查，0.02mm的塞尺不能插入。

（5）对于双喷嘴的机组，两个喷针的行程应该一致，偏差不大于设计行程的2%。

2、喷嘴中心线的测量

不难看出，在上述的基本要求中，要求最高又难于测量的是关于喷嘴中心线的位置要求。因为喷嘴的中心线、分水刃的旋转平面，以及转轮的节圆都是抽象的概念，在完全组装喷嘴并安装转轮以后是无法进行测量的。

为了使这三个概念性的东西具体化，便于进行测量和调整，一般都须配置喷嘴中心测杆和模型转轮这两种专用工具。

用于测量的模型轮如图5-23所示。其厚度b为实际转轮的一半，因而端部平面就代表了分水刃的旋转平面。模型轮加工成台阶形，外径及台阶直径均由转轮节圆直径D1决定，

如图中外径取D1+100mm；台阶直径取D1-30mm。这样也就使转轮的节圆具体化了。至于台阶的高度b1，则视中心测杆的大小决定，如取b1为测杆直径的一半。

喷嘴中心测杆如图5-24所示，它是用直径为d的细杆来表达喷嘴中心线的。测杆和柱塞经过轴承装在外固定套内，而外固定套则代替喷管口装在喷嘴的头部。喷嘴、外固定套、柱塞及测杆的根部相互同心，而测杆的方向可由调节螺钉调整，再由压紧螺母固定。为了使测杆的中心线准确反映喷嘴的中心线，在上述机构组装后，在测杆端部设百分表检查它的径向摆度。检查时不断转动测杆和柱塞，同时用调节螺钉调整测杆的方向，直到端部的全摆度不大于0.05mm为止。此时即可认为测杆的中心线就是喷嘴的中心线。

模型转轮和中心测杆均可以向制造厂定货，或者由厂家配给。