郎君
（哈尔滨哈电高科电站设备制造有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市 150046）
摘要：水轮发电机组安装与检修技术是从事水电站动力设备与管理专业工作的主要技术之一。近年来，从事水电站安装与检修技术人员和水电站动力设备专业学生的实践技能培养面临许多困难，造成生产一线技能人员短缺，不同程度地影响了发电设备检修工作的质量，基于此，本文主要对水轮发电机组安装调整仿真实训装置的设计制造及缺陷处理进行分析探讨。
关键词：水轮发电机组；安装调整；仿真实训装置；设计制造；缺陷处理
1、仿真实训的产生
近几年，我国水轮发电机的安装检修技术得到了快速的提高，同时培养了大批的相关专业的复合型人才，但是在培训和发展中也遇到了很大的瓶颈，使得检修技术及其检修质量都不能得到相应的提高。其问题主要发生在下面几点：
（1）新来的安装人员接触大型复杂的机组设备，短时间内对检修和安装技术的掌握十分有限。
（2）大量学员的技术实训，不适合水电站作业环境差（小），安全系数高的特点，给学员的实习和电站的工作都带来了较大的挑战和压力。
（3）培训会影响水电站的检修和制造厂商的工作，同时给安全工作和核心技术的保护带来了较大的挑战。
（4）学员众多，不容易在安装现场安排他们的实习，且对于培训的机会也十分难于选择。
基于此，仿真实训装置的横空出世，使得学员无需在电站现场，而只需在本校的工厂就可以展开实际训练，对学员技术和实践技能的培养益处极大。
2、水轮发电机组安装调整仿真实训装置设计的思路
水轮发电机组的类型与结构随水电站开发方式、单机容量大小的差异而不同，由此也带来安装技术的不同。本装置的设计思路是：抓住水轮发电机组安装与检修的基本技术，在仿真实训装置上实现基本安装工艺技术的训练。水轮发电机组安装与检修的基本技术包括：
（1）基本钳工工艺技术。
基本钳工工艺包括：螺栓的研配与组合、组合面去毛刺与修磨、镜板研磨等工艺。
（2）基本测量技术。
基本测量方法包括：
①用标准平台或平尺测量工件表面的平直度；
②用方形水平仪测量部件的水平；
③用求心器和内径千分尺进行内圆柱面部件的圆度、中心和同心度的测量；
④用塞尺进行部件组合面间隙的测量；
⑤用水准仪进行部件的高程、水平测量；
⑥用测圆架进行部件的外圆柱面圆度测量等。
（3）典型设备和典型安装工艺内容的选取。
大中型水轮发电机的典型机型分为悬式和伞式两种。小型机组多为卧式，通常以掌握悬式水轮发电机的安装为主。大多数中小型水轮发电机的部件多在制造厂组装，运输到工地后进行装配和调试，装配调试的主要内容包括：转子的装配与调整、定子的吊装与调整、推力轴承的装配与调整、导轴承的装配与调整、机组轴线测量与调整等。限于学校的条件，确定后三项为训练内容。水轮机型式多且结构复杂，水轮机主要部件一般包括转轮、埋设部件、导水部件、轴承与密封等。混流式、轴流式水轮机导水机构一般采用圆柱式；轴流式与混流式水轮机相比其主要区别是转轮；贯流式水轮机为卧式机型，其导水机构采用圆锥式结构。由于混流式和轴流式两种水轮机应用最广泛，混流式与轴流式水轮机的导水机构结构基本相同，安装工艺复杂，要求高，因此，确定圆柱式导水机构作为装配和调整训练的典型部件。
（4）水轮发电机组安装与调整的基本技术。
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水轮发电机组安装与调整的基本技术包括：①尾水管里衬等埋设部件的中心、水平、高程、圆度的测量和调整；②导水机构零部件的装配与测量调整有：支撑部件的中心、同心度测量调整，导叶端、立面间隙测量与调整；③水轮机导轴承的安装，轴瓦间隙的测量与调整；④水轮发电机转子的装配；⑤水轮发电机定子的装配；⑥推力轴承零部件的安装，推力瓦受力调整；⑦机组轴线的测量与调整；⑧水轮发电机导轴承的安装，轴瓦间隙的测量与调整等。
上述项目中，除④、⑤项不易在校内实现外，其余均可实现。经分析，确定设计制造三套装置，即悬式水轮发电机组综合实训装置、伞式水轮发电机组综合实训装置、圆柱式水轮机导水机构训练装置。
3、仿真实训装置的结构特点及功能
3.1悬式水轮发电机组综合实训装置
悬式水轮发电机组综合实训装置的结构布置是采用的悬式三导的方式。由于实训不需要对转子和转轮的培训，因此为了减轻装置的重量方便学员操作，我们取消了该部分。整个装置依靠4根支柱进行支撑，在柱子的上面有3层的隔板，这3层隔板的作用相当于是作为机组的上下机架及顶盖，可以支撑起水导、上下导以及支撑推力这几个轴承，最后可以通过调节支柱上的螺栓来调节装置是否水平。对于悬式水轮发电机组综合实训装置，我们需要进行的主要训练是：
（1）掌握如何安装和拆卸一般情况下的悬式机组的推力轴承，并学会如何对其受力调整。
（2）掌握如何安装和拆卸一般情况下的悬式机组的分块瓦式导轴承。
（3）掌握如何测量和调试一般情况下的悬式机组轴线。
3.2圆柱式水轮机导水机构训练装置
在轴流式以及混流式水轮发电机的的导水机构都是采用的圆柱式的结构，圆柱式水轮机导水机构训练装置基本上可以满足导水机构的安装、拆卸和调整的学习，该训练装置采用的一种最为常见的导水机构设计，主要进行如下的训练：
（1）测量和调整水轮发电机的中心。
（2）安装、拆卸以及调试水轮发电机中导水以及传动部件；座环上平面的水平测量与调整。
（3）测量和调节水轮发电机的顶盖与底环的同心度。
（4）安装和拆卸水轮机的分瓣顶盖，并测量并调节组合缝隙。
4、仿真实训装置的的实际效果
4.1伞式机组综合装置缺陷处理
首先，设计中为了保证水轮机轴、中心体、转子上端轴三者之间的同心度得到满足，加装了一个定位销。第二，导轴承以及推力支柱用到的支柱螺栓一定要按球面状来进行设计，且选取细牙螺纹方式。解决的方法是重新加工。第三，推力瓦没有按照防跳功能来设计，由于推力瓦所用的档块所固定的位置不当，导致瓦背中心与支柱螺栓未能重合。对此处理的方案是在档块、推力瓦侧面加工止推阶梯，防止其跳动。第四，锁定板对于支柱螺栓不见效。应对的措施是支柱的螺栓上部尺寸延长5mm，螺帽高度增加5mm，对锁定板的形状进行。加强镜板的表面光洁度、卡环精度，使之可达到设计要求。
4.2悬式机组综合装置缺陷处理
首先悬式机组存在着导轴承距推力轴承很远的问题，解决方法为，在原有二导的结构基础上，增加一个新的上导结构即形成了3导结构；其次盘车时3个轴承之间不能正确的架设百分表，导致测量误差加大，水轮发电机以及水轮机的轴领轴存在尺寸较短的问题，对此解决的方案是，采用精加工的方式将轴领顶部加工成100mm的轴，用于方便测量摆渡。按照改进方案进行改进后的悬式机组综合装置的上述问题基本上得到了解决，这样在实际的教学过程中更加能够发挥出它的作用，满足了教学需求，效果较为明显。据此，这三套培训装置在一些电力企业以及一些高校中得到了广泛的应用。
5、结语
经过返厂处理，上述问题基本上得到解决，达到了设计要求。通过试用，基本解决了学生或生产人员的训练问题，取得了良好效果。三套装置得到了一些发电企业和高校的认同，并参照制作了训练设备。仿真实训装置的课题研究，对水电站检修和学员学习提供了便利，发展的潜力很大，需要我们深入探讨研究。
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论文作者:郎君
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/13
标签：机组论文; 水轮论文; 装置论文; 水轮机论文; 水轮发电机论文; 测量论文; 实训论文; 《河南电力》2018年7期论文;