水電站水輪發電機安裝分析

摘 要：作為水電站的一個基礎性設備，水輪發電機對于整個水電站而言非常重要。水輪機能夠將水能轉化為電能，實現水力發電。水輪發電機的安裝質量會對水輪發電機組的運行產生直接的影響，因此必須提高水電站水輪發電機的安裝質量。本文主要對水輪發電機的安裝技術進行了簡要的分析，并提出了保障水輪發電機安裝質量的具體措施。

關鍵詞：安裝；水輪發電機；水電站

在經濟和社會發展的過程中，對電力資源的需求量不斷增加，而水力發電是一種清潔、高效的發電途徑。為了進一步提高水利發電站的運行質量，必須提高水輪發電機的安裝質量。要準確的把握水輪發電機的安裝要點，需采取一定的質量控制措施，達到減少安裝過程中的故障。

1 安裝水輪機主設備

水輪發電機的主設備包括管型座、導水機構、主軸、轉輪等。要認真安裝水輪機主設備，保障其安裝質量。

1.1 安裝管型座

先要對管型座預埋基礎板的位置進行檢查，確認其表面水平誤差不超過1mm、高程誤差不超過5mm、平面位置誤差不超過5mm之后，就可以進行管型座的安裝。

要對水管的高程、波浪度和中心線進行復測，對管型座的安裝位置進行確定。管型座的高程誤差不得超過3mm，樁號位置和中心的誤差不得超過2mm。完成安裝之后還要調整法蘭面的垂直度以及管型座的樁號、高程和中心。

1.2 安裝導水機構

在安裝間內組裝好導水機構，然后將其吊運到機坑內。通過塞尺檢查無誤后，吊起已經拼裝好的外環，運用支墩支起外環，對其平面度、垂直度和上下法蘭的圓度進行檢查，然后清掃內環，在外環孔的中央地面上吊入內環，檢查X、Y方位。

按照編號組裝各零部件，如果零件需要間隙配合，應該先進行預配裝，并檢查配合間隙情況。之后要裝配導水葉，為了確定導水葉的可調吊點，可用兩個鏈式手拉葫蘆掛在吊鉤上，然后對吊起的角度和高度進行調整，在外環軸孔中央插入導水葉的軸頭，再將密封環壓入，對正導水葉軸孔和內環軸孔，安裝導葉接軸，將壓軸螺母壓緊，并將導葉接軸的螺栓拉緊。拼裝好制約環，將其套入外法蘭，并進行調整，最后裝配導葉臂的連桿，并進行整體吊裝。完成整體吊裝之后還要對每個導葉進行測量，并記錄測量數據[ 1 ]。

1.3 安裝主軸

先要對主軸的軸承進行安裝，根據一定的順序，在主軸上裝配發電機的組合軸承和水輪機的導軸承，然后對主軸和推力盤的垂直偏差進行檢查，偏差不得超過0.5mm。檢查無誤后從管型座的上游側吊入大軸系統，從橫向方向吊入，然后再進行90°的轉向，將主軸插入管型座內環，并吊入支腿，運用橋機對吊點的位置進行調整。

1.4 裝配轉輪

先將轉輪的附件組裝好，然后對轉輪輪轂進行90°翻身，將其吊入機坑，聯接大軸，并均勻的將轉輪拉進配合止口中，安裝四個對稱的聯軸螺栓，避免橋機松鉤后組合面會出現間隙。拉伸主軸和轉輪的連接螺栓，按照圖紙對泄水錐、轉輪槳葉接力器缸蓋、操作油管進行安裝[ 2 ]。

2 安裝水輪發電機的其他設備

2.1 安裝水輪發電機轉子

發電機組運行的安全性、穩定性都會受到轉子安裝質量的影響。轉子一般由中心體、扇形體、磁軛、磁極安裝組成。首先檢查中心體支撐座地基是否砼注嚴實，滿足條件后，安裝支撐座與中心體。調整中心體水平，安裝扇形體；需調整好大力筋半徑、弦長、垂直度、高差，然后焊接扇形體。焊接中需監測上述數據，根據數據變化，及時調整焊接順序。再次調整中心體水平≦0.02mm/m，安裝測圓架，需滿足測圓架與中心體同心度≦0.03mm，水平≦0.02mm/m。安裝下磁軛壓板，預疊磁軛片，檢查磁軛與下磁軛壓板螺孔是否存在干涉。

根據施工要求，編寫磁軛堆積表，根據疊片數據，完善磁軛堆積表。磁軛堆積工作一般分為4大段完成，每一段疊裝完后需整形調整，控制磁軛圓度、同心度、半徑在設計范圍內，然后進行磁軛拉伸工作，拉伸扭力需滿足圖紙要求。疊片完后進行冷打鍵，一般冷打鍵3天，消除溫度對磁軛鍵緊度的影響。根據冷打鍵后測量數據，準備熱打鍵。熱打鍵加溫過程中需及時測量磁軛膨脹量，滿足漲量后，開始熱打鍵。磁軛冷卻后，測量磁軛數據，數據合格后掛裝磁極；調整磁極中心高度，安裝磁極鍵、極間撐塊、制動環板等附件。

2.2 安裝定子

要將機械能轉化為可利用的電能，就必須發揮定子的作用，它是水輪發電機組的核心部件，主要包括線圈和鐵芯兩個部分。

在對定子進行安裝之前，先要按照安裝圖紙，對其內部結構進行掌握。將定子分瓣運輸到安裝現場，進行組裝，然后焊接組合縫。焊接中控制機座的變形和收縮。安裝定子中心柱，需控制好中心柱垂直度、測圓架鏡跳。利用測圓架檢查各層環板半徑，檢查是否存在干涉。安裝定位筋；為了減少累計誤差，一般把定位筋分成大等分定位筋和小等分定位筋。從+Y方位開始，把這根定位筋做為基礎定位筋，調整好其半徑、垂直度，左右扭斜后，焊接定位筋的托板，焊完后檢查上述數據，合格后，開始安裝其余大等分定位筋。

安裝小等分定位筋，需控制好定位筋垂直度、扭斜、弦長、半徑；調整好后，用CO2氣體保護焊接焊定位筋托板，焊完后測量所有數據，不合的重新調整焊接。安裝下壓板，保證其波亮度≦2mm。編寫定子鐵芯堆積表，根據疊片數據完善堆積表。根據鐵芯厚度，把鐵芯堆積分為5大段，每段疊裝完后，整形。數據合格后，開始拉伸鐵芯。鐵芯堆積完后，清掃，對鐵芯做耐壓試驗。試驗通過后，開始安裝定子線棒，安裝完后，開始整體耐壓試驗，由相關部門組織驗收，對各項數據和指標進行核對，保障定子的安裝質量。

2.3 安裝導流板、豎井和發電機蓋板

以廠家標號為依據，安裝支墩護板和導流板，然后對密封接觸加工面和法蘭面進行清掃，安裝蓋板和豎井，并密封好框架和蓋板的聯接部位。要將壓蓋組合和密封圈底座吊放至蓋板上，然后對豎井之間圓周方向的間隙進行測量和調整，下游側的間隙略大于上游側，左右側之間的間隙應該保持均勻。點焊加固蓋板和密封墊之后，就可以吊出豎井。主要在焊縫時應該檢查PT的著色，確定無誤后才能吊裝豎井，并安裝密封盤根，最后將壓環螺釘擰緊。

2.4 安裝附屬設備

根據施工進度，安裝其他附屬設備，包括輔助制約接線系統、照明裝置、測速裝置、防潮裝置、滅火系統、制動鎖錠系統、通風冷卻系統設備等[ 3 ]。

3 水電站水輪發電機安裝的質量保障措施

為了保證水電站水輪發電機組的安裝質量，還要采取一定的安裝保障措施。

3.1 安裝前的質量保障措施

在正式進行水輪機組的安裝之前，安裝人員先要對安裝的標準、要求和內容進行熟悉，并制定詳細的施工組織計劃，對安裝施工的可行性和適應性進行分析，并進行技術方案和安裝進度的設計，制定安裝質量保障措施和安全防護措施，制定材料供應計劃，并由監理單位進行審核，確認無誤后才能開始安裝。

在安裝之前要準備好各種技術文件資料，例如施工圖紙、規程方案、安裝使用說明書、技術指導書等，并嚴格鑒定安裝施工人員的資質，保障整個安裝工程的質量[ 4 ]。

3.2 落實各項安裝規范

水輪發電機的安裝質量會直接影響整個水電站的運行質量，而設備性能因素、施工管理因素、安裝工藝水平和安裝人員的責任意識都會影響整個水輪發電機的安裝質量。

因此在安裝的過程中要對各項安裝規范進行嚴格的落實，包括《水輪發電機組安裝技術規范》《水輪發電機組起動試驗規程》等，對于承建合同中的相關規范、設計圖紙和技術文件中的相關技術規范也必須進行落實，并對這些安裝規范之間的關系進行協調，保障整個安裝施工的規范、有序。

3.3 保障零部件、設備和材料的質量

在水輪發電機的安裝過程中，需要應用各種零部件、工程設備和材料，而這些零部件、設備和材料的質量也會影響水輪發電機的安裝質量。在安裝之前要對入場的所有材料、設備和零部件進行質量檢驗，并配備專門的質檢人員。

質檢人員要仔細檢查各物資的品種、型號和規格，保障其符合設計要求。可以先由安裝施工人員對各物資進行自檢，再由班組中的質檢人員進行復檢，最后由水電站的專職質檢人員對物資的質量進行審核[ 5 ]。

3.4 控制安裝進度

為了保證發電企業的正常工作，應該對水輪發電機的安裝進度進行控制，保障在一定的工期內保質保量的完成所有的安裝任務。

首先，水電站要制定水輪發電機安裝的技術管理體系、質量管理體系，規劃各安裝環節和步驟，并按照一定的流程開展安裝工作，盡量減少安裝質量問題，避免返工。

其次，水電站要定期對上一階段的水輪發電機安裝工作進行總結，通過定期工地現場會議的方式來匯報安裝緊張，調整安裝進度。

第三，要對安裝質量控制點進行重點監控，由質量管理人員根據安裝施工的設計要求來監督質量控制點的安裝工作，保障安裝工程的連貫性，以免上一道工序出現質量問題而對下一道工序造成影響。

最后，要加強對設備運輸的質量管理，保障設備質量，以免影響安裝的質量和進度。

3.5 做好安裝監理工作

行業指導部門出于提高水輪發電機安裝質量的目的，往往會根據設計要求和實踐經驗，編寫一定的監理實施細則，該細則中往往會對水輪發電機安裝的各項質量相關參數進行明確，監理人員要以此為依據，對整個安裝過程進行監理，例如監理實施細則中會對水輪機座環安裝的基準件安裝的重要性和基準件參數進行明確，并制定相應的質量控制措施，首先要將水輪機座環放入機坑，然后對其進行測量和調整，此時要使用到千斤頂和地腳螺栓，并對內圓柱圓度、法蘭面與頂蓋的水平度、方位偏差和頂蓋配合法蘭面高程等質量控制指標進行空中，保障安裝質量。

4 結語

作為水電系統中一個不可或缺的組成部分，水輪發電機的安裝質量與整個水電站的運行質量息息相關，而水輪發電機的安裝具有較多的交叉工序作業和較多的施工環節，工序內容比較復雜，因此必須加強對水輪發電機安裝工作的重視，采取有效的措施，保障水輪發電機的安裝質量。

參考文獻：

[1] 靳濤.水輪發電機組安裝的質量控制分析[J].科技創業家，2014（06）.

[2] 王成學.淺談水輪發電機組安裝的質量控制[J].科技風，2011（22）.

[3] 黃郁.淺談水輪發電機組安裝中的若干方面[J].科技資訊，2011（05）.

[4] 祝春妃，周海龍.淺談中小型立式水輪發電機組安裝方法[J].中國高新技術企業，2013（11）.

作者簡介：

楊孟澤（1986-），男，山西運城芮城縣人，機電安裝助理工程師，工作于中國水利水電第八工程局有限公司。