大型混流式水輪發電機蝸殼安裝工藝

陳幫學

摘 要：水輪發電機是水電站的核心設備，蝸殼的安裝是水輪發電機安裝的重要組成部分。良好的安裝工藝能提升座環受力能力和焊接的質量，提升蝸殼的使用壽命，甚至會提高整個水電站的運行效益。發電機由蝸殼、轉輪、主軸、發電機定子、閥門等組成，其中蝸殼的功能是向導水機構均勻供水。蝸殼受多種應力的影響，對安裝質工藝求較高，也是該文論述的重點。

關鍵詞：大型混流式 水輪發電機 蝸殼 安裝工藝

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0052-01

該文以位于金沙江中游河段某大型混流式水輪發電機為例來介紹蝸殼的安裝準備、蝸殼拼裝及焊接、吊裝及運輸，并對相關問題進行了分類和總結，希望對大家相關課題的研究有所幫助。

1 安裝準備

確定安裝的操作平臺，準備好拼裝、掛裝所用的機械設備、電源、水等。

根據設計圖紙對設備進行清點，確保設備的數量、型號、規格滿足設計要求。

對壓力鋼管、座環的尺寸進行檢查，對安裝基準點、線進行測量，確保符合安裝要求。

確保安全措施方案、技術方案在監理部門通過審查，確保使用說明書、安裝手冊、設計圖紙等技術資料齊備。技術人員與施工作業人員進行過充分的溝通和交流，確保施工人員的操作規范、技術合理。

2 蝸殼拼裝及焊接

在平面低于2mm的拼裝平臺上放出蝸殼各斷面的地樣，確保蝸殼各斷面數據符合蝸殼單線圖的要求。蝸殼瓦片用汽車進行吊裝，吊裝完成后用壓馬板、拉板、騎馬板、拉緊器等工具對尺寸實樣線上的瓦片進行調整。調整的要求如下：瓦片與地樣平臺的間隙不超過2mm；瓦片組合縱縫間的過流面錯牙不超過2mm[1]；各瓦片過流面與地樣線的偏差不超過2m；瓦片組合縱縫間的間隙不超過4mm。拼裝完成后，檢查單節蝸殼的對角線尺寸 K1與 K2、進水口內徑R、檢查開口尺寸G、大小口周長L，然后焊接組合縱縫。

3 蝸殼掛裝

3.1 吊裝及運輸

單節蝸殼拼裝完成后，用20t平板拖車和50t汽車吊運至安裝間，然后用80橋機吊吊至機坑進行掛裝。

3.2 掛裝順序

以焊接在座環上的蝸殼尾部的第1、7、16、30節作為作為定位節，確保蝸殼掛裝、焊接產生的累積誤差能合理分布在湊合節內，確保舌板與相應的蝸殼節間焊縫的錯牙、間隙滿足設計要求，確保掛裝過程中座環受力對稱平衡。

3.3 定位節掛裝

蝸殼定位節樣沖點、控制點可根據蝸殼安裝圖在座環上進行測量。在掛裝時，采用掛線錘的方法，利用出水邊的垂直平面度、內支撐上的旋套調整定位節進以及外支撐調整工具，對其垂直平面度進行測量和調整，使垂直平面度低于5mm。對最遠點到機組中心線的距離進行調整，確保與設計值的偏差不超出最遠點半徑設計值的±0.004倍；對腰線高程進行調整，確保與固定導葉中心平面的偏差不超出±5mm；對管口進行調整，確保與基準線的偏差不超出±5mm。定位節掛裝滿足上述要求后，點焊固定相應的千斤頂點、拉緊器、調整旋套，然后全面檢測、調整定位節，盡可能縮小安裝誤差，最后去除吊具并加固。

3.4 其余節掛裝

根據蝸殼掛裝順序圖，以定位節為基準對蝸殼其余管節依次掛裝。在掛裝時，應安裝蝸殼支撐，并實施中心對稱掛裝，避免蝸殼的重量影響到座環水平，確保座環的受力平衡。同時，對座環水平進行實時監控，確保蝸殼的掛裝、調整的順利實施。蝸殼的掛裝順應與環縫的調整順序一致，每調整一條環縫就進行一次焊接，以此類推，這樣有效降低環縫間隙、錯牙調整對環縫焊接的影響[2]。除此之外，其余節掛裝的掛裝方法和要求可參考3.3.

3.5 湊合節掛裝

蝸殼管節掛裝、相鄰環縫焊接結束后，就可以進行湊合節的掛裝。為了確定湊合節的配割部位，應對湊合節各瓦片進、出水邊過流面的周長進行實測，綜合對比分析該實測結果以及相鄰管節進、出水邊的周長。對相鄰管節用壓碼壓緊，并在蝸殼相應位置上覆蓋兩湊合節瓦片。對瓦片進行配割，為了確保裝配間隙符合實際空間尺，應在配割時采取謹慎合格的操作。根據實際尺寸，切割從進出口兩側的過渡板側向腰線方向同時進行，且壓縫與切割同步進行，即切割一段壓一段縫。對錯牙進行監測調整，合格后點焊固定。可參照蝸殼湊合節安裝方法來安裝蝸殼與壓力鋼管連接的直管段湊合節[3]。在蝸殼混凝土澆筑完成后，應對其強度進行監測，強度符合設計要求才能進行最后一條湊合節環縫的焊接，防止座環發生應力變形。

3.6 座環的調節

焊接完成后，將該座環瓣體吊至已準備好的鋼支墩上，用千斤頂調整該瓣座環瓣體與前一瓣體對齊；調整到兩瓣體分瓣面組合孔基本不錯牙時，裝入相應的組合螺柱M563360、墊圈56，并擰上相應的螺母M56。對稱均勻擰緊螺母M56，同時測量座環分瓣面的間隙、錯牙。根據分瓣面的間隙情況、錯牙情況，調整組合螺母的擰緊順序；調整千斤頂。當調整到兩瓣座環分瓣面銷套孔基本不錯牙時，裝入相應的圓柱銷。按設計要求擰緊相應的螺母M56。

4 結語

蝸殼是大型混流式水輪發電機引水及過流的核心部件，由于受力較為復雜，其對安裝質量要求較高。在安裝的過程中，確保座環受力平衡，提升焊接的質量，在安裝完成后，確保混凝土澆筑牢靠，并對從安裝準備到至安裝過程到安裝結束的全過程監視，確保安裝的工藝水平。

參考文獻

[1] 薛曉華，郭勇，馬騰飛，等.糯扎渡水電站HEC機組蝸殼安裝經驗總結[J].水利水電技術，2014，45（3）：48-50.

[2] 范國棟.灘坑水電站水輪機蝸殼安裝與焊接質量控制[J].城市建設理論研究：電子版，2011（30）.

[3] 陳曉東.運用QC方法進行座環及蝸殼安裝工作[J].技術與市場，2011，18（9）：161-

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