轉輪組裝的控制及四體聯吊

刁 楠， 張 冰 雪， 王 開 柱， 丁 世 川， 張 志 新

(1.中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610016；2.中國水電建設集團圣達水電有限公司，四川 樂山 614013)

1 概 述

安谷水電站工程是大渡河干流梯級開發中的最后一級，壩址位于樂山市市中區與沙灣區接壤的安谷河段生姜坡，距上游沙灣水電站約35 km，距下游樂山市區15 km，電站采用混合式開發，水庫正常蓄水位高程398 m，庫容6 330萬m3，設計引用流量為2 640.9 m3/s，電站裝機容量為772 MW，裝設4臺單機容量為190 MW的軸流轉槳式水輪發電機組(分別為1#～4#,也稱大機)和1臺12 MW的軸流轉槳式水輪發電機組(為5#，也稱生態機組、小機)。

大機轉輪為現場組裝，轉輪直徑8 650 mm， 轉輪由槳葉、輪轂體和泄水錐等組成，槳葉數為5片，組裝后總重量達238.1 t。轉輪體為整鑄結構，槳葉操作采用活塞缸在轉輪體下方帶動操作機構的缸動式結構，轉輪操作油壓為6.3 MPa。筆者介紹了大機轉輪組裝及四體聯吊過程。

2 轉輪組裝

2.1 轉輪組裝的準備工作

轉輪零件到達現場后，及時清理與轉輪裝配相關的所有零部件，去毛刺、油污、高點，同時對重要的尺寸進行復測；清理轉輪裝配中的各種橡膠密封件，對其進行分類整理并做好記錄，以便安裝時使用。

清理轉輪組裝工位場地，轉輪零部件較多，單件重量較大，場地內不得有影響轉輪組裝的雜物。

在轉輪工位上布置支座并調整支座水平，其水平偏差不大于0.5 mm。水平調整完成后，將轉輪體倒置放在支墩上，在支墩與轉輪體間放置等高的銅墊保護法蘭面，利用底部的楔子板調整轉輪體水平不大于0.05 mm/m后，將支座、楔子板、預埋基礎板焊接在一起，以降低轉輪組裝過程中發生傾覆的風險。

2.2 葉片連桿、轉臂的組裝

根據制造廠內標記，組裝時在連桿銷上涂抹適量的二硫化鉬，對號將葉片連桿與轉臂組裝，葉片連桿應轉動靈活，無發卡現象，然后安裝連桿外側限位板，此時連桿應轉動靈活。

利用橋機將轉臂連同葉片連桿對號吊入轉輪體內部，用千斤頂、手拉葫蘆等輔助工具調整轉臂中心與轉輪體大銅瓦中心一致并臨時固定。

2.3 葉片樞軸的安裝

清理葉片樞軸，安裝葉片樞軸套裝工具，調整套裝工具上配重塊的位置，使葉片樞軸吊起后處于水平狀態并做好位置標記，在下一個葉片樞軸組裝時可減少調平時間。

葉片銷和葉片樞軸套入前涂抹適量的二硫化鉬。安裝轉臂與葉片樞軸之間的葉片銷，將葉片樞軸穿入大軸瓦、轉臂、小軸瓦，在葉片樞軸穿入過程中應適當調整轉臂，同時適當轉動葉片樞軸以促使葉片銷順利穿入葉片樞軸。

葉片樞軸套入后，利用紫銅墊圈及3件葉片螺栓，把緊各個葉片樞軸與轉臂之間的聯接把合螺栓，拆除葉片樞軸套裝工具。

檢查轉臂連同葉片樞軸是否轉動靈活，無發卡現象，其余的轉臂、葉片連桿、葉片樞軸亦采用此方法安裝、調整就位。轉臂安裝后，應對其進行綁扎固定，防止其在施工人員作業過程中發生轉動而造成安全事故。

2.4 轉輪體與活塞套裝

(1)活塞軸的安裝。

根據轉輪體止口尺寸，剪切、粘接并安裝直徑為8 mm的耐油橡膠圓條。此時，按照正常流程應套入外操作油管和內操作油管，但鑒于外操作油管未能及時到貨，內操作油管連接法蘭直徑大于外操作油管內徑，從而造成內操作油管只能在外操作油管安裝后才能套入。為避免影響轉輪組裝工期，必須將內操作油管調整到轉輪翻身后套入。

將活塞軸套裝在轉輪體上，按設計要求對稱把緊螺栓，檢查組合縫間隙，待其滿足要求后點焊圓柱銷，同時采用白布封堵活塞軸上部內操作油管穿入孔，防止灰塵及其他雜物落入。

(2)接力器缸體的安裝。

將軸用Yx圈、軸用階梯圈安裝在接力器缸相應的密封槽內，同時安裝活塞軸軸套，對稱把緊軸套固定螺栓，在活塞軸上抹上適量的透平油，將接力器缸套裝在活塞軸上并簡易固定。

調整轉臂與接力器缸體同心度，在銷釘上涂抹適量的二硫化鉬，穿入銷釘，銷釘穿入后安裝銷釘封堵板。銷釘穿入過程中，應對轉臂進行適當固定，防止其在穿銷過程中發生傾倒，造成安全事故。

(3)活塞的套入。

活塞吊入前應嚴格檢查活塞缸體內的清潔度，缸體工作面不得有毛刺、高點存在，缸體內用面粉沾粘干凈。采用千斤頂調整活塞缸，將操作機構調整到中間位置后再安裝活塞。利用專用吊具吊裝活塞，沿軸線X、Y方向各布置一臺導鏈，橋機起吊后，利用導鏈調整活塞水平。活塞吊到活塞桿上方后，調整活塞與活塞桿的同心度，緩緩下落活塞，在活塞快到達活塞環處時，沿活塞環周圍徑向均勻向內用力，使活塞環受力向內收縮，以使活塞順利沿活塞桿和活塞缸內壁滑下。注意活塞落到活塞環處時的速度一定要非常緩慢，以防止活塞壓到活塞環上時使活塞環斷裂。

(4)接力器缸蓋的安裝。

活塞軸上內操作油管軸套、軸用方形圈、耐油橡膠圓條及頂瓦架，對稱把緊螺栓。接力器缸蓋吊入前，應嚴格檢查活塞缸體內的清潔度并根據接力器缸蓋止口尺寸，剪切、粘接耐油橡膠圓條。吊裝接力器缸蓋，按設計值對稱把緊接力器缸與接力器缸蓋組合螺栓并鎖固。

2.5 連接體的安裝

連接體安裝前，應徹底清掃轉輪體內部，確保轉輪體內清潔、無雜物。根據連接體止口尺寸配作耐油橡膠圓條。安裝連接體上的滑塊軸、耐油橡膠圓條、滑塊；吊裝連接體使滑塊穿入滑槽，對稱、均勻把緊連接體與轉輪體之間的組合螺栓，檢查組合面是否有間隙，確認無間隙后點焊連接體與轉輪體之間的定位圓柱銷。

2.6 轉輪的翻身

用轉輪翻身工具將吊耳Ⅰ、過渡支架安裝在連接體上，安裝轉輪翻身支撐裝置。將鋼絲繩穿過吊耳Ⅰ，試吊轉輪，以檢查整個起吊系統是否工作正常。起吊系統確認無誤后，緩慢將轉輪吊離支座，將吊耳Ⅱ置于轉輪翻身裝置上。通過橋機將轉輪緩慢平放并掛裝吊耳Ⅱ的鋼絲繩。將轉輪水平移動，并將吊耳I置于轉輪翻身裝置上進行轉輪的整體翻身，待轉輪翻正后拆除吊耳I與過渡支架。

根據泄水錐止口尺寸配作、安裝耐油橡膠圓條。組裝泄水錐與連接體，對稱把緊組合螺栓，檢查組合面是否有間隙，檢查無間隙后點焊連接體與泄水錐之間的定位圓柱銷。 完成上述工作后，將轉輪體置于支座上，調整轉輪任一葉片軸位置處于+X方向。

2.7 葉片的安裝

安裝葉片與樞軸之間的定位銷，將葉片密封件按照圖紙的安裝順序套在葉片軸上，用葉片吊裝工具將葉片安裝就位，安裝葉片螺栓，取下安裝工具；按設計要求對稱、均勻把緊葉片螺栓。安裝止動塞塊、葉片螺栓蓋板。葉片安裝過程中調整位置時要緩慢操作橋機，避免產生碰撞而造成設備損壞。葉片螺栓安裝前清理干凈螺栓絲扣，去掉毛刺，葉片軸上的螺孔用專用絲錐進行清理，以保證葉片螺栓安裝過程順利進行，避免因絲扣咬絲而造成螺栓損壞及返工。

依次安裝葉片密封裝置，安裝時可用黃甘油將兩條密封圈粘接成整體，同時注意密封圈不能翻邊。根據編號安裝葉片密封壓環，壓環待整圈形成后，均勻把緊壓環螺栓，壓環不得突出轉輪體表面。測量密封壓環與轉輪體及葉片法蘭外緣之間的間隙；測量密封壓環與轉輪體及葉片根部之間的錯牙。

2.8 轉輪試驗

根據轉輪的實際情況進行油壓試驗裝置部件的安裝。實施轉輪動作試驗，檢查樞軸是否轉動靈活，有無發卡現象。向轉輪體內部注油，待油從轉輪體上部油孔漏出時封堵該油孔；進行轉輪體壓力試驗，壓力為0.5 MPa，時間為16 h，試驗過程中每小時轉動葉片2～3次，檢查轉輪體各部位是否有漏油，檢查葉片密封部位是否有漏油，同時在轉輪體打壓之前，在轉輪體與葉片之間安裝百分表檢查葉片是否全部出來。將水輪機轉輪葉片調整到全關位置，拆除轉輪試驗蓋，安裝葉片支撐。

3 轉輪四體聯吊

根據廠家的設計方案，轉輪吊裝方式為轉輪、大軸、支持蓋、導流錐四體聯吊，大軸與支持蓋通過專用工具卡環連接。其中轉輪重238.1 t，支持蓋重96 t，導流錐重26 t，主軸重85 t，操作油管重6.5 t，整體起吊重量約485 t(不含平衡梁)。四體組裝完成后高度達18.5 m，直徑為9.5 m，采用雙小車配合平衡梁抬吊的方式將其吊入機坑。

3.1 四體組裝

轉輪試驗完成后，安裝葉片支撐，用楔子板、千斤頂將葉片支撐好。將水輪機大軸安裝到預埋的基礎板上，用把緊螺栓調整好大軸垂直度不大于0.05 mm/m，將支持蓋吊入用卡環將支持蓋和大軸組裝在一起。將平衡梁和吊具軸組合好后與水輪機大軸進行連接，將組合好的支持蓋和水輪機大軸吊起與轉輪進行連接。連接螺栓把合后，拆除懸吊卡環，緩慢落下支持蓋，待支持蓋止推環與轉輪接觸，調整四周的支撐立柱位置，用千斤頂支撐好支持蓋，然后將轉輪懸吊卡環翻身后安裝，把合好連接螺栓。

3.2 四體聯吊

四體聯吊前，再次對橋機機械、電氣設備進行全面檢查，確認橋機具備吊裝轉輪條件。根據安裝間設備工位布置情況，轉輪起吊后避開下機架組裝工位，行走橋機小車至機組X軸線，當轉輪吊裝至機組中心位置時緩慢下落，直至吊裝就位。

圖1 轉輪、水輪機大軸、支持蓋、導流錐組裝成整體示意圖

4 結 語

軸流轉槳式機組轉輪組裝是一道重要工序，是水輪機設備安裝的重點，要求在每一道工序中嚴格按廠家技術要求及步驟進行施工，把好質量關，每一零部件的安裝都要仔細認真，不能有半點馬虎。轉輪組裝及轉輪、水輪機大軸、支持蓋組裝均存在高空作業，因此，在技術方案編制時要制訂相應的安全防范措施，并在施工過程中落實到位，才能確保施工過程中的人員及設備安全。