水轮机及附属设备安装质量控制培训讲义

水轮机及附属设备安装质量控制

一、水轮机及附属设备安装项目

水轮机的安装包括尾水管锥管里衬，尾水管肘管里衬，蜗壳，座环，蜗壳和尾水管放空液压排水阀及其操作设备，基础环，底环，蜗壳延伸段钢管，顶盖及排水装置，导水机构，控制环和接力器，转轮，水轮机轴，联轴螺栓，水导轴承，工作密封，检修密封，机坑里衬，基础环和顶盖及发电机轴顶端的补气装置及其设备，水轮机机坑内环行吊车及导轨和滑线，人行踏板和扶手，合同范围内部件和设备之间连接的管路、阀门、电线、电缆、管道等。

二、主要设备的质量控制

⑴尾水管安装

尾水管安装关键控制点为二部份，其一为管口安装尺寸的控制，特别是与水轮机锥管连接的上管口的尺寸控制最为重要，在安装前要测量好机组的轴线，以机组的轴线为基准来定位管口中心尺寸；其二为现场对装环缝的焊接，应严格按焊接工艺进行，焊后进行相应的无损探伤检查。

⑵座环蜗壳安装

蜗壳的焊接及其与钢管的焊接为关键部位，焊逢按要求进行预热、保温、后热及控制层间温度，焊后进行相应的无损检测。在混凝土浇注前要将蜗壳加固牢靠，根据混凝土浇注的受力情况，增加适当的内支撑，混凝土浇注过程进行检测。蜗壳拼装的允许偏差、安装的允许偏差应符合规范要求。测量直管段中心到机组Y轴的距离、最远点高程、定位节管口与基准线偏差等项目。

蜗壳焊接应符合各节间、蜗壳与座环连接的对接焊缝间隙一般为2mm~4mm，过流面错牙不应超过板厚的10％，但纵缝最大错牙不应大于2mm，环缝最大错牙不应大于3mm；坡口局部间隙超过5mm处，其长度不超过焊缝长度10％，允许在坡口处作堆焊处理。焊缝应进行外观检查和无损探伤检查。

蜗壳变形控制：蜗壳安装时，其内部用钢结构进行必要支撑，以防浇混凝土时变形，混凝土浇筑完成后，支撑要进行切割，并将焊接面打磨平整、补漆。按有关设计图纸布置拉紧杆、松紧螺栓、支座、调整用千斤顶、垫板等连接定位件，以便于安装和固定蜗壳。混凝土浇筑上升速度不超过300mm/h，每层浇高一般为1m~2m，浇筑应对称分层分块。液态混凝土的高度一般控制在0.6m左右。在浇筑过程中应监测座环变形，并按实际情况随时调整混凝土浇筑顺序。

⑶顶盖安装

顶盖能安全可靠地承受最大压力、径向推力、最大压力脉动和所有其他作用力，以及支撑导水机构、导轴承、主轴密封等部件，而不产生过大的振动、焊缝开裂和有害变形。顶盖抗磨板与导叶端面间隙值保持在沿导叶长度方向近似相等，变形不超过0.1mm。顶盖设有测量顶盖高低压腔压力的测孔及侧头及接口，提供各测孔到测量设备仪表之间的连接管路、阀门及连接附件等。顶盖调整需检查导叶端面间隙，各导叶头部和尾部两边间隙应一致，不允许有规律的倾斜；总间隙，最大不超过设计间隙，并应考虑承载后顶盖的变形值。

⑷转轮安装

转轮静平衡在制造厂进行试验。转轮与主轴联接要求：法兰组合面应无间隙，

用0.03mm塞尺检查，不能塞入；法兰护罩的螺栓凹坑应填平；泄水锥螺栓应点焊牢固，护板焊接应采取防止变形措施，焊缝应磨平。转轮各部位的同轴度及圆度允许偏差应符合规范要求。

⑸水轮机轴和轴密封系统

主轴由水轮机轴和发电机轴组成。水轮机轴采用中空结构，连接形式为外法兰结构。水轮机轴两端有连接法兰，一端和发电机轴相连接，另一端用来和转轮相连。水轮机轴与发电机轴在机坑内用法兰销钉螺栓连接，传递扭矩，转轮和主轴采用法兰螺栓连接。主轴和转轮吊入机坑后的放置高程，一般应较设计高程略低，其主轴上部法兰面与吊装后的发电机轴下法兰止口底面，应有2mm~6mm间隙。主轴垂直度偏差一般不大于0.05mm/m。转轮安装的最终高程、各止漏环间隙或叶片与转轮室的间隙的允许偏差为控制重点，必须符合厂家要求。

轴密封系统分为工作密封和检修密封两部分。主轴检修密封安装应符合下列要求：空气围带在装配前，通0.05MPa的压缩空气，在水中作漏气试验，应无漏气现象；安装后，径向间隙应符合设计要求，偏差不应超过设计间隙值的±20％；安装后，应作充、排气试验和保压试验，压降应符合要求，一般在1.5倍工作压力下保压1h，压降不宜超过额定工作压力的10％。主轴工作密封安装应符合下列要求：工作密封安装的轴向、径向间隙应符合设计要求，允许偏差不应超过实际平均间隙值的±20％；密封件应能上下自由移动，与转环密封面接触良好；供排水管路应畅通。

⑹导叶和导叶操作机构

导叶材料采用不锈钢整体铸造，采用3个支撑轴承结构，轴瓦采用自润滑复合材料轴瓦。导叶止推装置、连杆等均采用自润滑轴承。每个导叶均设有摩擦保护装置，采用剪断销报警方式。安装时，应按设备厂家的技术要求进行导水机构的预装。导叶端面间隙应符合设计要求。导叶止推环轴向间隙不应大于该导叶上部间隙值的50％，导叶应转动灵活。在最大开度位置时，导叶与挡块之间距离应符合设计要求，无规定时应留5mm~10mm。导叶立面间隙，在用钢丝绳捆紧的情况下，用0.05mm塞尺检查，不能通过。

⑺导叶接力器

水轮机设有2个油压操作的直缸接力器，用于通过导叶操作机构来操作导叶。接力器布置在机坑平行方向里衬内专设的接力器支座上，支座设计为机坑里衬的一个组成部分，接力器的反作用推力通过机坑里衬传到周围混凝土上。接力器安装应符合下列要求：需在工地分解的接力器进行分解、清洗、检查和装配后，各配合间隙应符合设计要求，各组合面间隙应符合GB8564-2003要求。接力器安装的水平偏差，在活塞处于全关、中间、全开位置时，测套筒或活塞杆水平不应大于0.10mm/m；接力器的压紧行程应符合厂家设计要求；接力器活塞移动应平稳灵活，活塞行程应符合设计要求。直缸接力器两活塞行程偏差不应大于1mm。

⑻导轴承及其润滑、冷却水系统

水轮机导轴承采用稀油润滑、巴氏合金表面的分块瓦的自润滑楔子板支承型式的轴承。导轴承由分块轴瓦、轴承支承、带油槽的轴承箱、箱盖和附件组成。导轴承置于油槽箱内，水轮机导轴承设有一个完整、独立的润滑和冷却系统。冷

却水由电站技术供水系统提供。

导轴瓦安装应符合下列要求：导轴瓦安装应在机组轴线及推力瓦受力调整合格，水轮机止漏环间隙及发电机空气间隙符合要求的条件下进行。为便于复查转轴的中心位置，应在轴承固定部分合适部位建立中心测点，测量并记录有关数据；导轴瓦安装时，一般应根据主轴中心位置，并考虑盘车的摆度方向及大小进行间隙调整，安装总间隙应符合设计要求。但对只有两部导轴承的机组，调整间隙时，可不考虑摆度；分块式导轴瓦间隙允许偏差不应超过±0.02mm。

轴承安装应符合下列要求：稀油轴承油箱，不允许漏油，一般要按4.12条要求作煤油渗漏试验；轴承冷却器应按4.11条要求作耐压试验；油质应合格，油位高度应符合设计要求，偏差一般不超过±10mm。

⑼补气系统

为改善水轮机运行稳定性，设置大轴中心自动补气装置，补气阀位于发电机的顶部并设补气管路、排水管路和水位报警装置。补气装置有两道密封并应动作灵活、止水可靠、噪音小。密封和阀的止口采用不锈钢材料。补气管和排水管分开设置，并置于发电机机罩内。

⑽水轮机的管道

水轮机室内管路系统主要包括如下项目：导轴承油冷却器管道系统(含油、水)；导轴承油槽供、排油管道系统；主轴密封供水管道系统；主轴密封排水管道系统；主轴自然补气管道系统；水力监视测量系统；机组检修密封供气管路。

⑾测量仪表系统及其他

测量仪表系统包括：水轮机蜗壳进口压力；活动导叶后转轮进口前压力；转轮顶盖上腔真空压力；尾水管进口断面真空压力；尾水管进口断面压力；水轮机工作流量测量（压差测流）；尾水管压力脉动测量；导轴承油温、瓦温监测；导轴承油冷却水供水压力和示流信号；主轴密封供水压力和示流信号；水轮机振动监测；主轴摆度监测等。相应部位的温度、油位、水位、流量、压力、振动、摆度等监测、保护及自动化元件、水轮机端子箱的安装。

三、总结

水轮机及其附属设备繁琐、复杂、技术要求高。本次交流学习针对水轮机及其附属设备的功能、安装质量控制进行开展。在平时的监理活动过程中应对各系统装置的性能、原理、结构、特征及使用维护方法做到四懂六会。现场安装、试验、调试质量必须落实过程控制、细节控制，以确保设备安装质量合格、性能可靠、运行安全。

（完）