立式水輪發電機組下機架、定子地腳螺栓預理方法的探索

李家園

（保山能源發展股份有限公司，云南保山 678300）

1 概述

在立式水輪發電機機組安裝過程中，下機架、定子地腳螺栓的預埋是一個關鍵的工序，螺栓的埋置是否正確，直接影響預裝下機架、定子是否要氣割基礎板，按有關安裝資料的方法，采用鋼琴線、線錘、水準儀、經緯儀、卷尺，由多人配合進行預埋螺栓。儀器精度和人為測量誤差不易達到設計要求，且所需工期長，因此必須尋求一種簡單、高質量的預埋方法。

2 水輪發電機組預埋地腳螺栓的技術要求及埋置方法

2.1 埋置地腳螺栓的要求（見圖1～圖2）

圖1 地腳螺栓單埋

（1）X、Y 線任意某一方向的2 個地腳之間距離與設計值相同，a=a′誤差不能超過±0.5mm。

（2）X、Y 線上的螺栓相互垂直，垂直度誤差不超過0.5mm/m。

（3）任一方向的四個地腳的中心距離誤差不超過設計值±0.5mm，即b=b′，并且螺栓自身垂直度誤差不超過1mm/m。

圖2 預埋軸線放置

（4）按圖紙計算出地腳螺栓頂部高程，并控制在±5mm 以內。

2.2 地腳螺栓預埋后的最終技術要求

（1）保證下機架、定子預裝時中心、高程、水平的調整，基礎板孔相對地腳螺栓有足夠的調節余量。

（2）調整好后下機架、定子基礎的楔形板有足夠的搭接量[1]。

2.3 有關安裝技術資料的預埋方法

（1）用經緯儀通過機組中心測量出機組的X、Y 線，并引至發電機層面作好記錄。

（2）用鋼琴線通過記號拉出 X、Y 線，且相互垂直 X、Y 線高低相差100mm 以上，防止掛線錘時X、Y 線搭接在一起，導致中心偏移。

（3）發電機層在X、Y 線交叉處掛線錘即為機組中心。

（4）以預埋+X 方向地腳螺栓為例，在Y 線上同時掛二個線錘，二線錘以機組中心線錘為中心，中心距等于二地腳螺栓的中心距（用卷尺測量）。

（5）在+X 線上掛一線錘，線錘的距離等于螺栓至機組中心的距離。

（6）通過（5）的三個線錘用卷尺測量出地腳螺栓的埋置位置。

（7）計算出地腳螺栓頂部高程，用水準儀監視。

（8）最后對螺栓進行焊接加固。

（9）在進行混凝土澆注時，用卷尺、水準儀進行監視，防止混凝土澆注振動引起地腳螺栓發生移位。

由于測量工具、設備制造和人為測量誤差不易達到設計要求，地腳螺栓混凝土養護期滿后，在進行下機架、定子預裝時，一般都要采取氣割基礎板孔來滿足要求，影響安裝質量和美觀，增加了工程量，并且工序繁多，所需工期長，安裝人員多，還有是高空作業，人員安全得不到保障。

2.4 地腳螺栓預埋新方法的探索

分析預埋地腳螺栓的最終要求，針對以往安裝技術資料中預埋螺栓，所需人員多，工期長，地腳螺栓預埋精度不高的缺點[2]。在我們安裝實踐中，通過探索總結，使下機架、定子與基礎板把合后與地腳螺栓一起預埋，利用求心器、水準儀、外徑千分尺對地腳螺栓進行一次性精確預埋，具體方法如下：

2.4.1 廠房設計軸線的鋪設

（1）用經緯儀通過機組中心測量出機組的X、Y 線，并引至發電機層面作好記錄。

（2）用鋼琴線通過記號拉出 X、Y 線，且相互垂直 X、Y 線高低相差100mm 以上，防止掛線錘時X、Y 線搭接在一起，導致中心偏移。

（3）發電機層在X、Y 線交叉處掛線錘即為機組中心。

（4）以預埋+X 方向地腳螺栓為例，在Y 線上同時掛兩個線錘，兩個線錘以機組中心線錘為中心，中心距等于兩地腳螺栓的中心距（用卷尺測量）。

（5）在+X 線上掛一線錘，線錘的距離等于地腳螺栓至機組中心的距離。

（6）通過（4）、（5）項的三個線錘用卷尺測量確定鋪設的機組X、Y 軸線位置是否正確。

2.4.2 地腳螺栓精確預埋

（1）清理基礎板及下機架或定子用連接螺栓把合在一起。用行車吊起下機架或定子，四個方向基礎板全部穿上地腳螺栓，并保證螺栓頂部高出螺帽上平面，計算地腳螺栓頂部高程時，應考慮地腳螺栓螺母受力高度，即螺母安裝到位后，地腳螺栓螺桿絲牙應高出螺母上邊緣3～5 牙；將地腳螺栓與機架體聯為一體：將機架體吊置于安裝位，按圖紙及技術要求放置基礎底板、基礎調節楔子板、機架基礎板，將地腳螺栓高度及螺孔位置調整到位后將地腳螺栓與基礎底板垂直焊接牢固，緊固地腳螺栓螺母可將上述部件組合為一體；再利用適當大小及數量的鋼筋將基礎底板與機架基礎板焊接加固，以免安裝調整時基礎底板、調節楔子板、基礎板產生相對位移。利用機架基礎板螺栓將機架體與基礎板緊固，從而使機架體與基礎板聯結為一體，如圖3 所示。

圖3 地腳螺栓機架體整裝

（2）核對機架體上廠家標識的X、Y 軸線與設計位置是否正確。

（3）用水準儀測量出下機架或定子基礎的實際高程，相應放置相等高程楔形板。

（4）把機架體吊入機坑，調整機架體軸線位置與廠房設計機組軸線對齊，同時調整機架體中心、高程、水平等安裝參數。其中機架體高程調整可比設計高程底0.5～1mm，以便精調時機架體的水平調整及楔子板緊度調整[3]。

（5）利用鋼筋將機架體與混凝土預埋鋼筋焊接加固牢靠；再用鋼筋將地腳螺栓與預埋鋼筋焊接，使之與廠房混凝土聯結為一體。

（6）加固完成后，復查機架體技術參數，已確定是否符合技術規范。

（7）澆注如圖3 所示的二期混凝土。

（8）待混凝體凝固期滿后，割除基礎底板與基礎板間、機架體與預埋鋼筋間的焊接鋼筋；拆除地腳螺栓上包裹的石棉板。機架地腳螺栓預埋結束。

3 結束語

通過下機架或定子與基礎板和地腳螺栓的整體預埋，使地腳螺栓精確定位，消除了因測量工具、設備制造和人為測量誤差引起的偏差，完全避免了氣割基礎板，大大縮短了工期，工期最少提前7d，同時提高機組的安裝質量，保障了安裝人員的安全。此方法，是我在勐梅河一電站、勐梅河二電站安裝過程中的實踐總結，不妥之處敬請批評指正。