抽水蓄能電站導水機構取消預裝的實踐與探索

何永清，劉建權，呂陽勇，蔣明君

（江蘇句容抽水蓄能有限公司，江蘇 句容 212416）

1 實施背景

江蘇句容抽水蓄能電站（以下簡稱句容電站）安裝6 臺22.5 萬kW 可逆式水輪發電機組，總裝機容量135 萬kW。句容電站導水機構主要由頂蓋、底環、活動導葉、控制環以及導葉臂、連接板、連桿、偏心銷和連接銷等組成的傳動機構系統。

2 常規導水機構安裝方法

抽水蓄能電站導水機構安裝精度高，為了保證導葉端立面間隙，導水機構正式安裝前一般都進行導水機構預裝[1]，檢查導葉的端立面間隙，確保導水機構正式安裝不出現問題。以圖1 導水機構預裝流程為例，預裝的順序為：①分瓣頂蓋吊裝，機坑內組裝，上止漏環安裝；②除X/Y 方向四個活動導葉外，其余活動導葉安裝；③導葉套筒安裝，頂蓋就位，中心調整，導葉端立面間隙調整；④定位銷孔鉆鉸；⑤軸承體、主軸密封支架預裝。導水機構預裝完成后，各部件拆解，頂蓋臨時懸掛在機坑內，進行導水機構正式安裝（安裝流程見圖2）。若導水機構預裝過程中，導葉端立面間隙不滿足要求，可對導葉或者頂蓋進行打磨加工，保證間隙合格后開展后續工作。

圖1 導水機構預裝流程框圖

圖2 導水機構正式安裝流框程

3 取消導水機構預裝前提

導水機構預裝時間久，耗費施工資源多。如何在保證安裝質量的情況下取消預裝，句容電站仔細研究預裝的必要性，與制造廠、設計院、施工單位、監理單位有關專家人員多次交流溝通，在機組安裝過程中做了以下措施：①對活動導葉尺寸進行出廠測量見證，確保活動導葉尺寸滿足設計圖紙要求；②以活動導葉實際測量尺寸為基礎，與制造廠設計人員溝通確定座環打磨范圍，計算打磨量，在座環打磨過程中嚴格控制打磨精度，最終上、中、下環板打磨后水平0.05 mm，精度達到行業領先水平；③導水機構連同座環共同在制造廠組裝并出廠驗收合格。滿足以上3 個條件，句容電站首臺機組導水機構開始直接安裝，進行安裝實踐。

4 句容電站導水機構安裝方法

鑒于前面3 條前置措施，句容電站導水機構采用直接安裝的方法，取消預裝，并優化直接安裝施工工藝，最終導水機構安裝質量滿足規范和設計圖紙要求。詳細安裝流程見圖3。

圖3 詳細安裝流程

4.1 頂蓋拼裝

清理頂蓋把合面，安裝分瓣密封條，將分瓣頂蓋吊起，緩慢靠近另一瓣頂蓋，待兩瓣頂蓋持平、把合孔對正后，裝定位銷，把合頂蓋螺栓，按要求進行預緊。頂蓋拼裝完成后在頂蓋X/Y 四個方向預先安裝4 個套筒（帶密封），便于頂蓋安裝時就位。頂蓋就位后安裝剩余套筒。

4.2 上止漏環安裝

在頂蓋拼裝完成后進行上止漏環安裝[2]。首先將頂蓋整體起吊一定的高度，留足止漏環提升空間及操作空間，采用全牙螺桿固定及提升止漏環，待上止漏環與頂蓋把合面距離足夠時安裝密封條。止漏環就位后安裝定位銷、把合螺栓及附件。

4.3 頂蓋臨時懸吊

上止漏環安裝完成后，將頂蓋懸吊在機坑里襯的懸吊孔上臨時懸掛。

4.4 導葉安裝

清理底環導葉孔和底環抗磨板，安裝底環導葉孔U 型密封圈和O 型圈，然后分別將活動導葉按照編號吊入底環導葉孔，導葉吊裝時應保證導葉在垂直狀態，將導葉平穩插入導葉軸孔，導葉進入軸孔時若出現卡阻，不得強行落下導葉，應分析卡阻原因，處理后方可落下導葉[3]。

4.5 頂蓋安裝

頂蓋安裝前全面清理干凈，然后將頂蓋吊起緩慢下落（頂蓋下落至距座環足夠距離時安裝各配合面的密封條）。頂蓋導葉孔與活動導葉編號對應，直至放下頂蓋在座環上[4]。調整頂蓋位置，測量頂蓋中心、上下止漏環間隙值，安裝剩余導葉套筒（導葉套筒U 型密封圈和O 型圈提前安裝完成），確保導葉套筒無卡澀裝入。隨后進行頂蓋座環把合螺栓安裝，拉伸50%螺栓，完成后用塞尺測量上下止漏環間隙值、活動導葉端面總間隙值并記錄。滿足設計要求后鉆絞頂蓋定位銷孔并再次進行剩余50%螺栓的拉伸，隨后進行頂蓋密封水壓試驗。

4.6 水導軸承體、主軸密封支架預裝

首先將主軸密封支架吊裝至頂蓋內就位，調整主軸密封支架的中心、方位，調整合格后把緊螺栓。隨后將主軸密封水箱吊至密封支架上安裝組合面圓柱銷及螺栓，調整水箱中心合格后把緊螺栓。將主軸密封水箱支架同頂蓋同鉆絞并試裝定位銷，試裝完畢后將其拆除。然后將水導軸承支架吊入機坑同頂蓋裝配，調整其中心、方位，調整合格后把緊螺栓。按圖紙要求將軸承支架與頂蓋同鉆絞，試裝定位銷完畢后拆除支架[5]。

4.7 導葉附件安裝和間隙調整

將導葉止推壓板、止推塊安裝在導葉臂上，把緊銷釘及螺栓并鎖固。隨后將導葉臂按照編號吊起至導葉上方并調平，緩慢降落導葉臂進入導葉上軸領，來回轉動直至導葉臂平穩的落到導葉套筒法蘭面上，調整導葉臂與導葉位置相對應，安裝銷套，試裝錐銷（導葉端面間隙調整合格后再安裝）。將連接板（帶摩擦軸襯）按照編號套進拐臂，套入后調整連接板與導葉臂的剪斷銷孔對齊，檢查連接板與導葉臂之間無間隙。根據標記安裝剪斷銷，調整位置，裝好剪斷銷壓板。按照設計伸長量對導葉連接板的摩擦軸襯螺栓進行預緊。安裝止推壓板螺栓、銷釘及止推墊片，用塞尺檢查止推壓板與推力板的間隙滿足設計要求。測量端蓋厚度，測量完成后按編號安裝端蓋，利用導葉提起螺栓提升導葉，調整導葉端面間隙，導葉端面間隙調整完成后通過端蓋的測量孔用深度尺測量導葉上端面到端蓋上平面的距離，計算出調整墊片厚度，在導葉頂部安裝相應厚度的調整墊片，裝入密封圈，重新安裝端蓋，導葉提起螺栓再次打緊，確保導葉上下端面間隙滿足要求。轉動導葉臂將導葉關閉，用鋼絲繩捆綁導葉，收緊鋼絲繩將導葉調整至全關位置，測量導葉分布圓半徑滿足要求，否則松開鋼絲繩重新捆綁。隨后測量導葉立面間隙，保證導葉立面間隙為0，否則需要調整偏心銷，直至所有導葉立面間隙為0。調整完成后打緊導葉和導葉臂之間的銷釘，安裝頂塞，按要求擰緊。止推壓板把合螺栓、導葉提起螺栓等需點焊鎖片鎖死。

4.8 控制環安裝

將控制環水平吊起緩慢放在頂蓋的安裝位置上，根據機組X、Y 中心線調整控制環大耳柄中心方位，將控制環調到全關位置。調整控制環垂直抗磨板與頂蓋抗磨板之間的間隙，軸向應均勻，檢查水平抗磨板與頂蓋抗磨板之間應無間隙。裝配控制環壓板，把緊壓板螺栓。

4.9 接力器安裝

將接力器吊入水車室，調整接力器中心、水平和高程，安裝調整墊板，均布把合螺栓。隨后測量接力器推拉桿接頭中心到控制環大耳柄中心的距離，綜合考慮確定調整墊片的加工厚度。加工量確定后將接力器拆下原地放置，將拆下的調整墊片進行配刨加工，打好標記。正式安裝接力器，調整接力器中心、水平和高程，合格后安裝所有的把合螺栓并按力矩要求把緊，用塞尺檢查接力器調整墊板與基礎板之間的間隙（0.05 mm 塞尺檢查不能通過），并再次對所有數據進行復測，鉆絞接力器后蓋與接力器基礎板之間的銷孔，安裝定位銷。測量接力器活塞處于全關、全開位置時，活塞桿插頭上的平面與控制環高程差配刨推拉桿墊片，打好標記，使接力器推拉桿插頭處于全關全開位置時，上平面高程與控制環大耳柄上的平面高程差滿足設計和規范要求。清理安裝上下連桿及銷釘墊片。

4.10 靜態調試

完成接力器安裝和壓緊行程調整后，進行導水機構靜態調試，采用接力器開關活動導葉，目視檢查導葉在打開過程中是否轉動靈活，有無發卡現象，觀察連接板與控制環、控制環與頂蓋等構件是否有干澀出現的擦掛情況。

5 總結

相較于導水機構預裝加正式安裝，句容電站所采用的導水機構直接安裝工藝，可以大規模節省工期，節約施工資源。通過以上安裝方法，句容電站已經完成1 號機組導水機構安裝，約30 d 完成，對比導水機構預裝加正式安裝可以節約工期一個月左右，6 臺機組可節約工期半年時間，且安裝質量和精度均滿足規范和設計圖紙要求。本方法可以作為抽蓄行業內典型經驗進行參考學習。