摘要：水轮机已处于多品种、大容量时代，对大型水电机组进行总装及盘车技术分析有助于提高大型水电机组的工作稳定性。以某大型水电机组总装及盘车技术为分析对象，明确总装内容，进行机组总装及盘车安装工艺流程及部分安装关键工艺研究，分析结果表明：大型水电站机组总装中应重点控制转子吊装、旋转部件摆度检查和调整、推力轴承安装等内容。通过严格控制定转子及水轮机各部件的组装和安装质量，使机组的整体安装精度满足高标准的要求，机组500MW下运行指标优良。
关键词：大型水电站；机组总装；盘车
1、引言
机组总装与轴线调整工作量大，难度高，盘车计算科学严密，精确度高，是机组轴线调整的一大特点，用计算机进行处理，计算精确，图表清晰，可以得到各种用其他计算方法不容易得到的结果，对分析轴线状态有很大帮助[1,2]。轴线调整直接影响机组的安装工期与经济效益，如何尽快调整好轴线，不仅是机组安装质量方面的要求，同时也是机组安装进度的要求[3]。本文以某大型水轮机组总装及盘车技术为研究对象，进行其工艺流程及安装关键工艺研究，并进行机组总装调试试验，以期获得可操作性的大型水电站机组总装及盘车安装操作方案。
2、大型机组概况
某水轮发电机组为立轴半伞混流式结构，发电机主要由定子、转子、上/下机架、推力及上/下导轴承、主轴、上端轴以及其它发电机附属设备组成。整个机组轴系由发电机上、下导轴承和水轮机导轴承支撑。发电机额定功率800MW，额定转速125rpm。机组总装工期从转子吊入机坑开始计算首台机60天，后续机组55天。
机组总装及轴线调整工作内容有：1）转子吊装及与发电机大轴连接；2）上端轴安装；3）上机架吊装就位，高程水平调整；4）机组轴线检查、调整；5）转动部分销钉配置；6）机组定中心，导轴承安装；7）机组基础二期混凝土浇注；8）机组测振、测摆装置，扶梯栏杆等附属设备安装。
其中，安装中难点有：转子吊装；旋转部件摆度检查、调整；推力轴承、导轴承安装。
3、施工前准备及关键工艺分析
3.1、施工前准备
（1）前置工序完成情况
1）水轮机部件已吊装就位，转动部分间隙、高程调整合格，发电机大轴法兰、推力头与转子中心体装配方位正确；
2）下机架及推力轴承，等主机部件安装调整合格；
3）转子联轴螺栓及螺母配合良好，做好螺栓与螺母配合标记。
4）推力轴承油槽冲洗及高压油冲洗已经完成，高压油顶起系统满足可靠性运行条件；风闸顶起转子系统形成，满足运行条件。
5）转子组装、叠片、磁极挂装完成具备吊装条件。
6）所有大件设备已吊入机坑（如转子风闸吸尘系统设备及管路、挡风板、水导轴承相关设备等）。
（2）技术准备
施工前，由主管工程技术人员仔细阅读经过监理工程师批准的图纸文件，编写详细的施工措施；邀请有经验的工程技术人员及施工人员进行讨论，确定最佳方案；对参与机组总装的人员进行技术交底，使每个施工人员熟悉机组总装和轴线调整的施工工艺、施工程序和质量要求。
组织有关人员进行总装设备部件开箱清点、检查，按照图纸清单进行编号，便于施工核查。
在大件吊装前，与桥机管理单位一起检查桥机的运行情况，制定详细的吊装组织机构和吊装顺序，对参与吊装的人员进行交底。
盘车采用机械盘车方式，通过在风洞入口处布置一台卷扬机来带动转子转动，盘车工装布置图详见图1。
图1 盘车工装布置图
3.2施工关键工艺说明
（1）总装与盘车
1）应确保任意盘车下转子的48#磁极对准+Y方向，各个转动测量断面平均划分为8个测点，1#测量点对准+Y方向，各个测量断面的+X、+Y方向固定点均安装百分表；
2）在旋转转动部件前，应对转动部件旋转进行无阻碍检查，确保无故障，并且轴承润滑良好；
3）盘车前，对对称分布的八块下导瓦抱瓦情况进行检查，确保其良好；对各测量部位进行清扫，每次先转动一圈再记录盘车数据。
（2）转子与推力头连接
1）转子吊装下放至推力头过程中，按转子和推力头的方位初步确定相对安装位置，将连接螺杆全部带上，并尽量保证两者间错牙不应过大；
2）在盘车工装制作完成后，首先检查转子下法兰与推力头同心度，转子中心体下法兰的外圆处与推力头分别架设百分表；
3）开起高压油顶起系统，匀速转动转子，在每个相应的标记点处读取并记录百分表的读数；
4）转子下法兰与推力头同心度应不大于0.09mm。如不能满足要求，松开推力头与转子连接螺栓，在推力头与转子下法兰间径向相对位置架设4块百分表并在轴向相对位置架设2块百分表，用于监视转子顶起过程中下法兰与推力在径向和轴向的相对位置变化情况；
5）利用风闸顶起转子约0.6mm，根据盘车数据以及4块径向表的读数精确调整转子下法兰。通常采用反向调整推力头的方式达到调整转子下法兰的目的，最终保证转子下法兰相对推力头的摆度在0.09mm以内。
（3）集电环安装
1）对集电环进行开箱清扫检查导电环处应无任何缺陷。用500V摇表检查集电环的绝缘电阻应不小于5M，并对集电环进行6050V、1min交流耐压试验。
2）将集电环固定在上端轴处，注意集电环的方位。
（4）轴系钻铰销钉孔
每一步镗钻孔结束，应检查各部件摆度，确定均满足要求方可进入下步工作。
1）转子与主轴镗孔，在转子与主轴镗孔中，对称4个孔完成后，检查水轮机轴领摆度，如超标，需要调整后重新镗孔。
2）钻铰转子与与上端轴销钉孔；
3）钻铰转子与推力头销钉孔并安装销钉；
4）所有加工完成后，重新盘车检查水导轴领摆度与上导轴领摆度应符合某水电站机电设备安装标准。
（5）大轴补气管间隙检查
1）安装大轴补气装置及补气管，初步调整固定部分与转动部分间隙；
2）顶起高压油，转动转子，在0°、90°、180°、270°方位检查补气装置固定部分与转动部分间隙，间隙应均匀，偏差不大于设计要求。否则根据间隙值调整补气装置固定部分位置，直到间隙满足设计要求为止。
（6）机组定中心
1）机组盘车合格后，根据盘车时上、下止漏环间隙（并考虑定、转子空气间隙）计算机组理论中心，并分解为X、Y方向需偏移量。在推力头的+X、+Y方向架设2块百分表，松开盘车时抱紧的下导瓦，使各导瓦间隙在1.0mm左右，让轴系处于自由状态；
2）顶起高压油减载系统，用下导瓦支柱螺栓移动整个轴系，移动过程中监视百分表的读数。轴系移动完成后停止高压油减载系统，重新抱紧盘车时抱紧的下导瓦，检查百分表的读数是否与理论值一致；
3）检查上、下止漏环间隙是否满足要求。在水导轴领的+X、+Y方向安装2块百分表，临时抱紧轴线方向的4块水导瓦，注意水导瓦抱紧后百分表读数不能有变化。用4个小楔子在轴线方向均匀塞紧转轮与副底环间隙。松开水导瓦，检查百分表读数不应有变化。
4、机组总装调试试验结果
对该机组进行500MW下的有水调试试运行，其主要质量指标考核结果见下表1所示。
表1 机组带500MW负荷部分质量指标运行结果
监测结果表明，机组各项运行指标和参数优良，满足国标、机电安装与调试标准和合同要求。
5、小结
本文针对大型水电机组的总装及盘车技术进行了施工前准备及关键工艺分析，并在机组全部安全完毕后进行了机组总装调试试验，调试实验表明了各机组的各项运行指标均优良，从而说明了整个机组的总装及盘车技术满足规定要求。
参考文献：
[1]陈泓宇.国产大型抽水蓄能机组安装调试关键技术[J].水电与抽水蓄能,2018,4(01):2.
[2]王启茂.三峡左岸电站700MW水轮发电机组安装技术[J].大型水轮发电机组技术论文集,2008.
[3]范道芝.功果桥水电站水轮发电机组轴线调整及总装[J].科技创新导报,2012（8）:82-84.
论文作者:田伟基
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
标签：机组论文; 转子论文; 总装论文; 推力论文; 百分表论文; 盘车论文; 顶起论文; 《防护工程》2019年11期论文;