水輪發(fā)電機機電安裝問題研究

張宜芳

【摘要】作為確保水利水電工程正常運行的關鍵技術設備，應注重做好水輪發(fā)電機機電安裝環(huán)節(jié)。作為臥式機組的重要類型之一，貫流機組體積大，水頭及轉(zhuǎn)速較低等特點，決定了其在安裝過程中具有一定的難度。基于此，在水輪發(fā)電機機電安裝中需注重安裝質(zhì)量，控制好安裝難點和要點。本文圍繞貫流機組水輪發(fā)動機，以筆者掌握的安裝理論結(jié)合工作實踐，對水輪發(fā)電機安裝中的要點及問題進行闡述。

【關鍵詞】水輪發(fā)電機；機電安裝；安裝技術；要點

水輪發(fā)電機組是確保水利發(fā)電得以正常運轉(zhuǎn)的主要設施，隨著科技發(fā)展，水利水電工程中涌現(xiàn)出一批新設備及新技術，利用先進的科學技術給水輪發(fā)電機組進行安裝，會給水利水電工程帶來更好的社會經(jīng)濟效益。水輪發(fā)電機機電安裝，一方面要做好安裝過程的質(zhì)量管理，另一方面需要及時跟進安裝后的定期檢修工作，確保水輪發(fā)電機組充分發(fā)揮其性能[1]。

1 貫流機組式水輪發(fā)電機安裝步驟及流程

1.1 安裝管型座

管型座是貫流式水輪發(fā)電機機組的重要構(gòu)件，是整個機組的安裝基準，水輪機導水機構(gòu)（內(nèi)、外配水環(huán)）及發(fā)電機的定子都分別把合在管型座的上、下游法蘭上，并以此作為基準進行安裝，所以對管型座的安裝精度要求較高，要注重管型座的安裝質(zhì)量，從整體上保障水輪發(fā)動機能夠在良好的受力條件下工作，提高設備使用壽命。管型座中心與樁號之間位置上的安裝誤差控制在2mm內(nèi)。

1.2 安裝主軸、軸承

貫流式水輪機和發(fā)電機應該使用相同類型的主軸，主軸上要配套水導軸承及組合軸承。水導軸承的結(jié)構(gòu)是分塊瓦，要有稀油潤滑，潤滑油采用內(nèi)循環(huán)水冷卻方式。安裝前對受油器有絕緣要求的瓦要進行絕緣檢查，對油槽進行徹底的清掃，油槽封閉后進行注油，使高位油箱和軸承油箱實現(xiàn)了油循環(huán)，以免因停電等事故導致設備缺乏潤滑而受損。在安裝間內(nèi)完成主軸安裝后，于管型座側(cè)框進行架孔及流道調(diào)入，沿著水平方向進行90度旋轉(zhuǎn)，借助橋機將大軸緩慢移動到預定安裝位置。

1.3 安裝轉(zhuǎn)輪

水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)輪安裝前，先要在安裝間內(nèi)解體并組裝轉(zhuǎn)輪，對轉(zhuǎn)輪的工作性能及耐壓性能加以測試，如測試結(jié)果符合安裝要求，再開展吊裝工作[2]。首先，借助吊裝設備將轉(zhuǎn)輪加以90度翻轉(zhuǎn)，然后將其吊入機坑內(nèi)并聯(lián)接大軸。在轉(zhuǎn)輪配合止口拉入，可以通過采用聯(lián)軸螺栓加以完成，在轉(zhuǎn)輪與聯(lián)軸螺栓之間緊密接觸后，將聯(lián)軸螺栓擰緊，確保橋機松鉤后，轉(zhuǎn)輪和聯(lián)軸螺栓緊密咬合。在完成安裝后，還應根據(jù)廠家設計要求，采用電加熱法拉伸拉直聯(lián)接螺栓，并使用螺栓鎖片加以牢固。

1.4 安裝轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子支架及磁極構(gòu)成，通過螺栓可將磁極安裝于轉(zhuǎn)子支架，這一組裝環(huán)節(jié)較為省力。在進行磁極掛裝流程之前，應借助絕緣電阻對磁極加以測量，確定磁極的極性和重量，根據(jù)測量結(jié)果開展掛裝工作。完成掛裝后，應調(diào)整轉(zhuǎn)子圓度及其直徑，在這一環(huán)節(jié)，可以通過對磁極墊片和磁極圈加以調(diào)整來實現(xiàn)，需要注意控制其半徑誤差大小。

在完成轉(zhuǎn)子組裝工作后，應對其耐壓性進行測試，確保其耐壓程度符合設計及安裝要求。在耐壓測驗完成后，對轉(zhuǎn)子進行噴漆，噴漆原料采用汽油或甲苯加以稀釋，噴漆過程中保持勻速，在轉(zhuǎn)子線圈部位可以適度噴厚，而在磁極部位則應盡量噴薄[3]。在進行轉(zhuǎn)子吊裝時，可通過翻身工具與轉(zhuǎn)子起吊，將其將轉(zhuǎn)子從發(fā)動機坑轉(zhuǎn)移出來，并沿著垂直方向?qū)⑥D(zhuǎn)子吊入機坑內(nèi)，使其連接主軸。

1.5 安裝定子、燈泡頭及其附屬設備

在定子安裝階段，與轉(zhuǎn)子安裝一樣，也應先期進行耐壓試驗，確保其耐壓性能符合安裝要求時，才能安裝。安裝方法可以參照轉(zhuǎn)子的安裝方法。定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙數(shù)值應控制在8-12點間，確保定子和機組內(nèi)殼的聯(lián)接螺栓緊密咬合。

在燈泡頭的安裝上，應先將其吊入流道中，然后通過使用橋機將燈泡頭吊起，平移到定子位置，借助聯(lián)接螺栓將燈泡頭和定子進行聯(lián)接處理。安裝人員同樣需要著重將聯(lián)接螺栓加以擰緊，并確保其間隙大小符合安裝規(guī)范。

1.6 后期檢修工作

貫流式水輪發(fā)電機的安裝工作結(jié)束后，需要在完成設備的二次檢查后再給予使用，檢查的重點內(nèi)容是前期安裝過程中的主要質(zhì)量控制要點，如各部件之間的密實程度，聯(lián)接螺栓的緊固度等，借助這一二次檢查環(huán)節(jié)，彌補安裝中出現(xiàn)的質(zhì)量漏洞，減少設備投入使用后發(fā)生故障，影響水利水電工程生產(chǎn)的正常發(fā)揮。

水輪發(fā)電機常見的問題之一是發(fā)電機在運行過程中突然停運，造成這一現(xiàn)象的原因多是由于真空斷路器出現(xiàn)斷路或跳閘，從而導致水輪發(fā)電機出現(xiàn)了超負荷現(xiàn)象，進而引起設備停運。因此，在后期檢修維保緩解，要保障主變低壓側(cè)處于穩(wěn)定的運行環(huán)境中，由于主變低壓側(cè)無法做到對開關進行關合控制，在開關開啟后，在運行過程中極易導致儲能機設備積攢眾多灰塵。因此，后期維保人員應采用潤滑脂等原料及時對灰塵加以清理，從而保障水輪發(fā)電機平穩(wěn)安全運行。

2 發(fā)電機組安裝工藝的難點及質(zhì)量要點

貫流式水輪發(fā)電機機電安裝過程中存在的主要安裝難點：一是水輪機和發(fā)電機在向?qū)лS承及組合軸承之間較易產(chǎn)生間隙的變化；二是水輪發(fā)電機在座環(huán)、尾水管、導水設備吊裝環(huán)節(jié)和焊接部位較易產(chǎn)生變形[4]。要解決這兩個安裝中的難點問題，需要安裝人員要注重做好幾個要點的質(zhì)量控制。

（1）深入研究發(fā)電機軸承間隙問題，開展軸系計算，根據(jù)設計及安裝要求，控制水輪發(fā)電機部件間的瓦軸間隙，對其繞度大小加以精準測控。水輪機組中過流部件密封部位的尺寸非常關鍵，完成安裝后要進行滲漏試驗，確保其符合有關標準。

（2）對水輪機組聯(lián)接螺栓進行預應力測試，一方面確保機組固定部位的螺栓穩(wěn)固，另一方面保障機組轉(zhuǎn)動部件部位螺栓得以有效鎖定，使其達到設計標準要求， 確保機械能夠正常運轉(zhuǎn)。

（3）水輪發(fā)電機機電安裝前、中、后環(huán)節(jié)，要注重對機電設備中的油孔系統(tǒng)、軸瓦系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)加以及時的潤滑及清洗，提高發(fā)電機機組設備運行的平穩(wěn)度，使其始終處于最佳的運轉(zhuǎn)環(huán)境中，減少設備發(fā)生故障的幾率。

（4）在水輪發(fā)電機的主軸被吊入機坑算起，直到水輪發(fā)電機機組正式開始運轉(zhuǎn)，這一過程通常需要一至兩個月。因此，及時做好機電設備的防腐措施顯得十分必要，著重對機電設備的軸頸、鏡板等部位進行防腐處理。

（5）安裝人員在對水輪發(fā)電機機電中的定子及轉(zhuǎn)子進行安裝時，此時通常要在其內(nèi)部開展安裝施工工作，因此，應督促安裝人員對安裝操作加以規(guī)范，使安裝流程符合相關標準要求，提高責任意識，嚴格仔細，避免出現(xiàn)定子及轉(zhuǎn)子內(nèi)遺留安裝工具或各類零件的現(xiàn)象，以免給設備運轉(zhuǎn)構(gòu)成損害。

3 結(jié)語

水利水電工程運行環(huán)節(jié)，水輪發(fā)電機組擔負著重要的工作任務，其在保障水輪水電工程正常發(fā)電運轉(zhuǎn)上具有極其重要的地位和作用。水輪發(fā)電機機組能否有效安全運行，又取決于安裝環(huán)節(jié)能夠做到高質(zhì)量。因此，水輪發(fā)電機機組安裝人員要強化安裝質(zhì)量意識，確保各個環(huán)節(jié)的安裝過程符合相關的技術標準，并做好后期的復檢和維保工作，從而保障水輪發(fā)電機平穩(wěn)高效運轉(zhuǎn)，為全面發(fā)揮水利工程的經(jīng)濟及社會效益保駕護航。

參考文獻：

[1] 鄧小林.淺談水電站水輪發(fā)電機安裝技術[J].建筑工程技術與設計，2014，（17）：903+488.

[2] 羅曉良.水輪發(fā)電機組的安裝質(zhì)量控制措施探討[J].科技傳播，2013，（20）：109-110+107.

[3] 王貴清，劉鵬讓.多段結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機組軸系調(diào)整研究及應用[J].水力發(fā)電，2011，（5）：67-68+73.

[4] 鐘小華，王元文，楊應武等.大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機組安裝[J].水電站機電技術，2010，33（1）：29-30+34.