三峡ALSTOM水轮机导水机构安装

三峡ALSTOM水轮机导水机构安装

吕桂英

(葛洲坝集团机电有限建设公司，湖北宜昌3002)

1 概述

ALSTOM供货的700MW水轮机导水机构有底环、顶盖、24片活动导叶、及其操作机构组成。底环和顶盖安装在未经机械加工过的座环安装面上。其高程、导水机构的净空高度是通过加在底环与基础环之间以及顶盖与座环上平面间的圆垫片来达到。活动导叶及底环、顶盖的抗磨环用耐腐蚀、抗磨损的不锈钢材料制造；下、中、上导叶轴套轴衬系含油铜基无润滑轴衬，表面喷涂有一薄层叫dg22的物质，其中含有四氟乙稀粉粒及粘结剂，长期运行中无需作特殊润滑处理。导口叶传动机构有拐臂、圆柱锥肖(装在有弹性胀量的内锥外园的套内)、与拐臂间有一定摩擦力要求的联接板、联接板的背面与拐臂间用拉断螺丝联结，其它还有悬挂板、抗重螺丝、固定孔距的上下双连板等组成。

2 施工方案

2.1 底环安装

底环的中心与高程是整台机组安装的基础。其精确定位是十分重要的。底环顶面高程的定位是通过固定导叶中心量取1/2的导水机构净高即1495mm来决定。由此再定出放置在底环底部的垫片厚度；其中心的定位是根据机坑测定时座环的中心确定。方位为：从固定导叶出水边到轴套中心角度丫为6.5°从轴套中心到X轴线夹角X为0.5°由此换算出对应的弧长来量取。

2.2 顶盖安装

底环定位以后，顶盖的高程将决定了导叶的端部间隙，根据ALSTOM的安装程序规定，先吊入8个较长的导叶，再加上2mm(导叶端部间隙)来确定垫片的厚度。中心的确定是挂钢琴线以底环上的下固定止漏环为基准，测出中心，调整顶盖。方位的确定则是通过对导叶上、中、下轴套座的中心测量来调整顶盖。

2.3 导叶轴套同轴度测量方法

顶盖吊入机坑后，根据轴线初步定中心后，检查上、中、下轴套的同轴度，从而确定顶盖需要调整的方向和方位。

在5#机轴套同轴度测量时，以上轴套为基准，测量其余两个轴套的同轴度。开始使用的是ALSTTOM提供的测量仪器，后来发现不能回零，改用传统的挂钢琴线方法。根据3个轴套分别测得的数据，计算3个轴套的同轴度，从而确定顶盖是否需要调整。

但是根据后来的结果以及立面间隙问题，反映出来导叶有可能是倾斜的。而且中轴套与轴套孔的间距最小，因此～后以中轴套为基准进行测量。

2.4 导叶端部间隙确定

导水机构预装主要是要解决好导叶的端面间隙问题。因为机组尺寸大，尺寸公差、加工误差、运输中的变形都比预想的大，温度的影响也都成了不可忽略的因素，从而导致其一些特殊的安装程序。

由于底环的垫板是放置在底环下三道机加工面内的凹槽内，由底环高度的差异

导致底环安装后抗磨板面水平的差异。而导叶的加工误差允许有0.50mm，为了保证导叶端部间隙的均匀性，在具体安装时，根据底环抗磨板面的不平度，采用了长的导叶放置在底环抗磨板面位置偏低的地方，短的导叶放置在抗磨板面位置偏高的地方，从而部分消除底环抗磨板面不平的偏差。

2.5 摩擦试验

导叶联臂与操作环的联接采用固定孔距的双连板装置。与操作环联接的一端用圆柱销固定，与联臂连接的一端用一个偏心销联接，偏心距为7mm。联臂套装在拐臂上，其与拐臂间有一圈用摩擦材料装配成的摩擦付，平时操作环的传动靠这摩擦付来传动拐臂及导叶。所以这个摩擦力要大于水力矩但要小于拉断螺栓的拉断力。一旦导叶在关闭过程中受阻联臂与拐臂间的摩擦力将打滑，传动力由拉断螺栓承担，进而被拉断为止，从而保护了导。十及传动零部件的安全。

2.6 导叶立面间隙

因为中轴套和下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。

3 施工方案的优化

针对第三台机水轮机部件到货迟(尤其是转轮)、又要在2003年实现机组发电目标的情况下，对原安装程序进行了科学合理的调整，即底环一次吊装，顶盖三次吊装，水发大轴联轴孔在机坑外加工后整体吊装的方案，缩短了转轮到货以后的安装直线工期，取得了显著的成效。同时在前两台机施工谨严的基础上对一些细部的工序进行了优化和科学合理的安排，这样进一步缩短了工期使得从转轮吊装到机组充水分别缩短了305天和146天。

3.1 底环一次吊装

通常是在底环第一次吊入机坑时(即预装)，钻底环定位销钉孔以及确定底环与基础环把合螺栓孔的位置。之后在基础环机加工完成之后，将底环二次吊人正式安装。但在4＃机安装时，在机坑测定后机组中心确定的情况下，用水准仪精确定位24个螺栓孔的位置，包括半径和方位。这样在底环安装之前即可进行基础环垫板位置的锪平以及连接螺栓孔的机加工，并且进行垫板的加工。在底环吊入机坑之后，只需要钻定位销钉孔，减少了底环吊装次数。由于取消了预装。节省了10余天安装直线工期。

3.2 顶盖三次吊装

底环安装之后，即进行顶盖预装(第一次顶盖吊装)；预装之后。进行座环机加工，以上与原安装程序相同。在相关工作完成之后，距离转轮到货尚有一个月时间，为了进一步节省工期，暂时将顶盖第二次吊人机坑。在这一过程中，进行中轴套、上轴套的安装以及上轴套的定位销钉孔加工：；在转轮到货前，将顶盖以及轴套等相关部件吊出机坑。在转轮安装之后，再将顶盖第三次吊人机坑，开始进行顶盖的正式安装。

3.3 水轮机轴和发电机下端轴在安装间提前镗孔

在4#机安装时，针对转轮到货迟的特殊情况，在安装间将水轮机轴放于支墩上，调整后将发电机轴吊人，调整完后开始镗孔。这样在转轮吊装之后，即可将水轮机

轴和发电机轴整体吊入机坑，整个过程从轴开始吊装到最终验收完成只用了5天时间，缩短了直线工期20余天。

4 结束语

(1)5＃机底环和6井机底环的下平面加有76块垫片，均布在三个内凹的环面上，只在中环导叶的轴套孔内有24个固定螺丝。因为内凹，三个环面的厚度不尽一致，给测量以及垫片是否与底环接触带来困难。4井机底环的垫板安装面呈凸形，较好的解决了上述问题，底环的加工高度精度也提高了，因此安装后底环的水平也上了一个台阶。

(2)导叶保护装置采用的是水平布置的拉断螺栓，与通常的剪断销有所不同。通过5#机过速试验发现厂家原设计的拉断螺栓最小断面直径27.5mm偏小，不足以抗衡共振产生的破断力及动水关闭导叶的操作力矩。根据结构设计，拉断螺栓能承受一定的拉应力，而承受力剪切及弯曲应力受力较弱。而后增大了拉断螺栓的端面面积，较好的解决了受力问题。

(3)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。

(4)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。

(编辑：寇卫红)

收稿日期：2003-09-11

作者简介：吕桂英，葛洲坝集团三峡机电安装项目部。