水輪發電機組安裝技術

王 雷

（哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱 150040）

水電站的運行效率和效益事關國家水電事業的發展。我國各種規模的水電站項目數量逐年增多，為國家創造了巨大的經濟效益和社會效益。

1 安裝水輪發電機組的所需條件與注意要點

首先，任何水電站的水輪發電機組安裝中，技術人員應具備基本的安裝資質，且在安裝作業進行時要遵守相應的安裝規范。為了保證安裝周期內完成安裝任務，企業需給配備足夠多數量和高素質的安裝人員。其次，水輪發電機組的安裝質量會受到機組設備和性能的影響，在正式安裝作業前應安排專業人員全面檢查水輪發電機組的設備規格和性能等，保障各個細節的安裝規范性[1]。再次，因為水輪發電機組安裝的周期相對較長，安裝企業應同步結合安裝任務、規范以及要求制定對應的供應計劃、進度計劃以及施工組織設計。最后，水輪發電機組安裝運行對環境有著極高的要求，施工企業應給安裝作業提供良好的環境條件。

2 水輪發電機組安裝技術

市場上的水輪發電機組種類越來越多。不同的水輪發電機組具有不同的安裝技術規范和流程。以混流式水輪發電機組為例，它的安裝流程如圖1所示。

圖1 混流式水輪發電機組安裝工序流程圖

2.1 導水機構預裝

由圖2可知，導水機構是水輪發電機組的重要構成部分。導水機構中包含了底環、導葉、頂蓋、導葉套筒、拐臂以及連桿等多個部件。這些部件中，底環、導葉、導葉套筒以及頂蓋均是預制部件。

圖2 水輪機基本結構

導水機構預裝作業時，先將座環上下法蘭面和螺孔中的雜物清理干凈，借助水準儀和水平儀檢查座環上下平面高程和水平度是否符合安裝標準。安裝技術應用時，將分瓣底環組圓，精準測量止漏環圓度。將底環吊裝到座環上進入安裝作業環節，間隔一個螺孔穿入半數螺栓。機坑孔口掛設鋼琴線和線錘，將該線錘放到油桶內，以座環中心為基準，完成相應的測量工作，精準定位底環中心[2]。

2.2 轉輪與主軸安裝

轉輪安裝作業中，在特定的安裝位置，首先規范組裝轉輪與主軸，將轉輪置于水平木墊板上，利用專門的清理劑清理各個部位，避免灰塵等雜物影響安裝質量。其次，借助橋機吊立主軸，當主軸被吊裝到轉輪法蘭后，再依據相應的規范完成組裝作業。最后，安裝端面定位銷。將各個雙頭螺栓依次按照相應要求擰進轉輪螺孔，利用專用液壓拉伸器拉伸連軸螺栓，并將其伸長到設計長度，隨后擰緊此處的螺母。在補氣管和相關附件的安裝作業中，同樣應遵守相應的安裝規范[3]。

2.3 導水機構安裝

導水機構的安裝作業中，首先在底環下環部位安裝專有密封條，根據安裝要求打入銷釘定位，安裝該部位對應的螺栓并遵循對稱性要求。底環導葉孔中安裝配套軸套，將一定量的潤滑油涂抹在導葉軸頸和孔軸套上，依據水輪發電機組的安裝需求，將導葉吊裝到底環位置，并在底環上安裝對應的頂蓋密封條，吊裝頂蓋到底環上就位，打入定位銷后緊固螺栓。

2.4 定子安裝

水輪發電機組的定子安裝極為重要。后續投入使用后的一些運行問題，由定子安裝不當造成。因此，定子安裝作業中，專業的安裝人員應采取恰當的安裝技術，遵守安裝規范，利用橋機完成定子的組裝和吊裝作業。安裝作業的同時，要做好機座組圓、鐵心疊裝壓緊以及繞組嵌裝與試驗工作，檢查組裝質量、鐵心鐵損試驗以及繞組耐壓試驗等是否符合施工標準。當符合安裝規范后，進行定子專用吊具的安裝作業，隨后連接吊具與橋機雙吊鉤。檢查不存在任何異常后，將定子吊入機坑內，以開展相應的安裝作業。

2.5 下機架安裝

下機架安裝作業中，支臂在現場完成相應的組裝和焊接，待焊接質量合格后將其吊入機坑內進入預裝環節，掛設鋼琴線。以水輪機底環軸線為安裝參考，根據水輪機組的運行安裝規范，有效確定機架高程、水平以及中心位置等各個參數，并擰緊全部的螺栓[4]。無論是高程還是水平度偏差值，均應該控制在合理的范圍內。澆筑基礎板二期混凝土，在混凝土強度達到相應的標準后打入定位銷。在制動器和環管安裝合格后，將下架機吊出基坑，完成全部的安裝作業。

2.6 轉子安裝

水輪機發電機組的轉子中包含主軸、轉子支架、磁軛以及磁極。在轉子安裝作業中，先進行各個部件的組裝。當各個部件組裝合格且達到質量標準后，檢驗機坑能否符合吊裝規范。安裝轉子專用吊具，連接橋機雙吊鉤，與其他各個部門相互協商，確定最佳的吊裝方案。轉子安裝時，首先將轉子吊離地面1 m，隨后清洗轉子中的螺栓孔等部件，做好部件的毛刺和凸起處理，隨后將轉子吊入機坑內。當吊入到定子位置時，在定子轉子間隙內布設木板，以避免安裝作業中磁極與定子之間出現嚴重的碰撞。

2.7 上位架吊裝

當組裝和焊接作業完成并檢驗合格后，將上機架支臂利用專門的吊裝工具吊入到定子機座來開展相應的預裝作業，掛設鋼琴線。將前期所確定的水輪發電機組底環作為基準，上導軸乘坐圈內徑找正作為上機架中心，最終確定機架高程、水平和中心位置，并將這些參數偏差與實際安裝要求保持一致[5]。水平和高程調整同樣是上機架安裝中的重要環節。相關人員在開展安裝作業的過程中，應根據安裝規范將水平度偏差和高程偏差控制在合理范圍內。只有安裝標準滿足實際需求后，方可進入后續的安裝作業環節。

3 結語

水輪發電機組的構成復雜，對安裝的技術要求較高。任何水電站在運行過程中都應該根據水輪發電機組的配備需求，做好機組各個環節的安裝作業。在每個安裝環節都選擇最恰當的安裝技術，遵循特定的安裝標準和規范，提高水輪發電機組的安裝質量，從而保持水電站中水輪發電機組可靠運轉。