淺析仙游抽水蓄能電站座環現場研磨技術

束長磊，高曉剛

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明 650032）

淺析仙游抽水蓄能電站座環現場研磨技術

束長磊，高曉剛

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明 650032）

大型抽水蓄能電站的座環考慮到加工和運輸的問題，通常是座環蝸殼分瓣運至工地后再組焊成整體，座環與導水機構的配合尺寸完全依靠座環的現場研磨來實現。為了確保座環的水平度以及座環與導水機構的配合在座環組焊和混凝土澆筑后能夠滿足設計要求，座環研磨質量直接關系到導水機構的可靠運行。

座環；現場；研磨

1 概述

仙游抽水蓄能電站位于福建省莆田市西苑鄉，是一座周調節的抽水蓄能電站，電站安裝4臺裝機容量為300 MW的混流可逆式水泵水輪發電機組。水泵水輪機座環分兩瓣到貨，在現場進行組裝焊接成整體后進行安裝，在混凝土澆筑后需在機坑內進行現場加工。導水機構由底環、頂蓋（分兩瓣）、導葉、軸套、拐臂等部件組成。

2 施工過程和關鍵工藝操作要點

2.1 施工工藝流程（見圖1）

圖1 施工工藝流程圖

2.2 關鍵工藝及操作要點

2.2.1 導水機構尺寸測量確定研磨尺寸

清掃頂蓋，底環，導葉各部件，確保與座環配合的組合面無油污雜物和毛刺。檢查相關尺寸并做好詳細記錄。在每個導葉孔的位置各測量一組數據，并進行匯總。如圖 1、2、3、4。

圖1 頂蓋尺寸檢查示意圖

圖2 底環尺寸檢查示意圖

圖3 導葉高度尺寸檢查

圖4 座環研磨尺寸示意圖

導水機構數據測量完成后，進行整理分析，并計算出座環研磨需要確定出A、B、C的值。

A/B/C的研磨偏差都取計算值的正偏差（0～+0.05）。

2.2.2 機坑清掃測定

清掃座環各個法蘭面，對各加工面的原始數據進行測量分析。

將座環上機組的軸線標示至下環板的平面和機坑里襯的合適位置，并做好方位刻度線標記。作為今后安裝底環、頂蓋、水輪機接力器及控制環的方位基準點和調整控制點。

2.2.3 研磨平臺安裝以及研磨工具調整

座環研磨設備采用廠家提供的磨削設備，其結構簡單安裝調整方便。磨頭采用細砂磨頭，細砂輪磨頭能更好的控制磨削量，還能保證磨削面的精度。

以研磨平臺預埋基礎確定磨削工具的主支座位置，利用橋機將主支座吊裝就位后使用手拉葫蘆和楔子調整其水平和高度后焊接。按要求將基礎梁和各輔助梁進行相應的把合并進行焊接加固。將平臺吊裝到支撐梁上并進行焊接加固。

吊裝底座部件在基礎梁上并按要求把合。轉臺部件和過渡座把合成整體后吊裝到底座部件上，調整底座調平螺桿，用水平儀以過渡座上表面加工面為基準找平，水平控制在0.05 mm/m。將轉臂吊裝到過渡座上，手動轉動轉臂，在轉臂徑向上架百分表檢查，通過底座調整頂桿調整中心控制在0.5 mm以內。檢查磨削工具的水平，根據實際情況進行配重塊的數量的調整，利用底座上的頂絲精細調整磨削工具的水平到要求范圍內。

砂輪片調整，根據磨削的寬度和砂輪片的水平情況，利用調整螺桿對砂輪片進行調整。方法是：先在座環面上刷紅丹粉，根據磨削紅丹粉留下的痕跡進行調整，直至紅丹粉被均勻摩擦。

2.2.4 座環法蘭面研磨

座環法蘭面打磨前使用水準儀測量座環的水平，并復測磨削工具的水平和中心，分析座環水平數據，進行由高到低磨削，在磨削的過程中注意磨削的尺寸，磨削量不宜過大，約每研磨5遍的磨削量為0.01 mm，并及時做好測量。根據實際總結在測量的數據即將達到計算值時可以進行分段分點打磨，座環法蘭面研磨后的水平控制在0.05 mm/m各點高差的最大值控制在0.15 mm以內。

2.2.5 座環上環法蘭面研磨

座環法蘭面研磨完成并通過驗收后，調整打磨立柱，降低研磨平臺的高度。調整好后吊裝打磨工具，根據砂輪片與上環的接觸面積調整磨削的半徑。檢查磨削工具轉臂的水平，并利用底座上的頂絲進行微調。砂輪片的水平調整和研磨方法同座環法蘭面打磨一樣，保證上環的每一處都能被打磨到。

上環法蘭面研磨測量使用量程為50～600 mm的內經千分尺、工字平尺、框式水平儀和塞尺。測量時保證測量面的清潔，用塞尺調整放在工字平尺上的框式水平儀，保證其水平。同座環研磨一樣在磨削數據即將合格時可進行分段分點磨削，在精細磨削時做到邊磨邊測。

2.2.6 基礎環研磨

上環法蘭面研磨完成以后，調整磨削工具的高度，安裝彎臂，組裝電動機。按照同樣的方法調整磨削工具的中心和水平，檢查并調整砂輪片的水平，砂輪片調平使用紅丹粉做標記直到紅丹粉被均勻摩擦。磨削前測量原始數據，同樣按照從高到低順序開始研磨。磨削的方法同座環磨削一樣到精細研磨時進行分段分點研磨，增加測量的次數，每研磨5遍進行一次測量。測量的方法同上環法蘭面研磨，測量工具為量程為150～3 000 mm的內徑千分尺。

2.2.7 下環法蘭面研磨

基礎環打磨好后，拆除彎臂和立柱，組裝打磨工具，調整電動機和砂輪片。調整和打磨的方法同上環。其重點在于調整控制中心，保證下環法蘭面均能被磨到。另外做好測量。測量的方法可以用座環法蘭面至基礎環的距離和座環法蘭面至下環的距離計算得出。

2.2.8 下鏜口圓度研磨

由于座環的組焊和混凝土的澆筑，座環鏜口的圓度不能滿足設計要求。鏜口研磨重點在于中心的確定。利用求心器和內徑千分尺以座環的上鏜口為基準調中心（注：上鏜口測4組點，以最好的一組為基準，鋼琴線的直徑0.3 mm計算在內）。調整好中心，根據底環外徑的尺寸計算鏜口應該需要的半徑（底環和鏜口的半徑偏差在0.4～0.6 mm），根據計算的數據打磨出4個標準點。準備好安裝打磨工具，并用百分表和調整螺栓調整中心，打磨工具的中心調整控制在0.05 mm。鏜口研磨采用砂輪片的側面進行操作。調整砂輪片的水平，方法和前述一樣。水平和中心確定好后，通過底座調整螺桿進行打磨，打磨到標準點的位置時進行測量。

3 仙游抽水蓄能電站座環研磨成果

仙游抽水蓄能電站座環研磨后1號機導水機構開檔尺寸為730.18 mm，座環下鏜口2 715.10 mm；2號機導水機構開檔尺寸730.22 mm，座環下鏜口2 715.10 mm；3號機導水機構開檔尺寸730.22 mm，座環下鏜口2 715.05 mm；4號機導水機構開檔尺寸730.21 mm，座環下鏜口2 715.06 mm。加工尺寸滿足計算尺寸要求。尺寸檢查確認后，對導水機構部件進行預裝，各部件的預裝參數均滿足設計要求。

4 總結

仙游抽水蓄能電站4臺機組座環研磨工作，通過對導水機構各部件進行尺寸測量，分析、放余量、加入了頂蓋和底環在安裝后的撓度，通過計算的方法確定研磨尺寸，使得座環研磨一次研磨成功，從而避免了導水機構的試裝和座環的多次研磨。在水泵水輪機安裝過程中單臺機組節約了工期10 d，節省了勞動力，降低施工投入，共節約了成本10萬余元。

另外，在座環磨削過程中不斷的摸索和總結磨削工具的使用和磨削工具的調整，由開始的座環研磨施工措施到最后的形成操作和實用性更強的施工工藝卡，并成功申報電力建設工法，可在同類型電站的座環研磨工作中推廣使用。

TK730.3+15

B

1672-5387（2017）10-0016-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.006

2017-07-21

束長磊（1984-），男，工程師，從事水電站機電安裝管理工作。