摘要：本文主要讲述水电站水轮发电机组座环的失圆缺陷及解决措施。在我国经济发展的情况下，水力发电可以成为我国发电方法不可或缺的组成部分，它不但可以生产出我们所需要的电力，还可以极大地缓解我国因为火力发电带来的环境污染。但是因为种种历史因素，在修建水电站水轮发动机组不可避免的出现了座环出现了严重的问题，有一定程度上的变形现象，已经不再符合国家以及行业的使用标准，没有办法再安装后期水轮发电机组。根据设计座环失圆的解决方案，可以从测量误差、失圆整改、检查顶盖与做座环的密封性、座环螺栓孔的位置等进行合理地、科学地处理，使得水电机组座环出现的失圆缺陷得到改善，符合后期发电机组的安装要求。
关键词：水电站；座环失圆；测量误差；安装
1.引言
我国是世界上建立水力发电站最多的国家，也是世界上水利发展最快的国家，正在逐渐作为世界水利方面的领军人物。我国拥有极其丰富的水力资源，但是在水利资源运用方面还不够成熟，国外发达国家的水利能源利用率可以达到60%至70%，而我国目前只能达到28.4%。由于我国经济进入高速发展状况，水能资源已经不可避免的成为了重要的能源。
在建立水电站过程中发电机组的座环失圆缺陷已经成为水电站的重大阻碍问题。我们可以通过莲花台水电站为例，进行合理的分析，可以准确的了解到座环的失圆缺陷以及其解决措施。莲花台水电站始建于2010年，中间经历过停工，直到2017年再次开始动工，在水轮发电机组安装时相关单位针对座环进行了安装前的水平、高度、圆度测量，得到已经安装的1#、2#两组座环已经出现了严重的变形，已经不在国家和行业要求的范围内，没有办法再进行后期工作。蜗壳以及座环都是水轮发电机组最重要的强度零部件，其中座环是作为固定导叶，将导水装置中的水流变成环形引入转轮。而且座环还可以将发电机组的整体重量传递给混凝土。由此可以看出，座环对于发电机组的正常运行非常的关键。
水轮发电机组座环失圆的主要原因是相关单位在安装发电机时没有对蜗壳进行科学的处理工作导致座环受力不均，以及在焊接过程中没有精良的技术，再就是因为整个施工过程非常漫长，无形中就加大了座环的修复困难程度。因为座环已经完成了安装没有办法在运到产品厂家再处理，所以这就要求施工单位发挥出自身的优点，结合能够查到的相关资料，设计出一套符合实际情况的水力发电机组座环失圆解决措施的方案，使其能够保证后期工作的顺利进行。
2.水电站水轮发电机组座环失圆问题产生原因
2.1 水电站项目情况介绍
莲花台水电站是位于丹江梯级建立的第二级的电站，位置是商南县湘河镇莲花台1千米的峡谷地带，和湘河镇相距8千米，和商南县相距51千米。发电站的上方水流面积是6614平方千米，整个水库能够储存9537平方米的水量，该发电站一共安装电机4万kW，平均每年产生电量1.1亿kW·h。在2018年经过计算总投资达到6.95亿人民币。整个大坝的坝顶长度达到220.5米，坝低到坝顶的高度为297.2米，发电厂布置了2台立式混流水轮发电机组。
2.2 座环失圆分析
该水电站2010年进行修建，首先针对厂房的选址、地基、基本设施、水轮发电机进行了安装，但是由于某些原因中间有两次停工发生，在2017年再次开始修建。在水轮机组安装蜗壳以及座环前，对水轮发电机组的座环进行了全方位了检查，发现了以前安装的座环出现了严重的变形，已经不能符合国家标准和行业标准，实际测量情况如图1。经过仔细分析研究发现，使得水轮机组座环出现失圆缺陷的原因主要由以下三点原因组成：（1）在前次施工过程中，水轮发电机组的蜗壳焊接时只是简单地进行了一小部分，没有完全进行焊接安装，以及焊接技术也不好。（2）在蜗壳支撑位置的周边区域没有进行科学的混凝土浇筑，只是简单地在底端进行了四个位置的角铁固定，从而使得座环出现受力不均匀的现象发生。（3）在兴建水电站的过程中，因为经历了两次停工，使得整个兴建时间非常的长。座环是水轮发电机的重要组成部分，如果在安装过程中出现问题，就会使得后期的发电机安装不能够进行下去，及时强行安装也会使得发电机组不能正常工作。如果发电机组座环已经完成安装，不能够再进行拆卸返回厂家进行修理，就需要相关施工单位凭借施工经验，然后与生产厂家进行沟通与协商，再结合这方面的相关资料，依据我国的相关法律法规进行科学、系统的设计出一套完成的修改方案，使得施工单位能够合理的进行水轮发电机组的安装工作。
图1 水轮发电机组座环测量情况
3.水轮发电机组座环缺陷解决措施
3.1 进行科学的误差测量
在发电机组机坑进行浇筑混凝土工程直到发电机层，还有把机坑里面的各种杂物进行处理，使其内部保持清洁干净，当完成这些流程后，利用挂钢丝线、使用3米内径于分尺球心亦或是进行实际测量、利用测圆装置以及百分表进行结合，然后针对水轮发电机组座环出现的圆度偏差情况进行检测、修改，还要对座环的椭圆度最大值以及最小值进行实际测量。实际层梁方法参照表1。
当检测出来的情况经过各个相关单位进行确认后，就需要结合现场实际情况采取合理的方案对座环失圆缺陷进行解决。依据检测出来的最大方位以及最小方位，可以把发电机组座环应该进行修理的地方分解成16个点，根据测量出来的数值，把最大方位通过补焊的方法进行处理，补焊的地方还要利用电动打磨机处理。把最小方位利用电动打磨机进行直接处理。在这个过程中，还要在座环中心位置设置测圆仪器，再进行处理过程时要进行测量，重复几次，一直到能够满足主机厂家的设计要求以及相关行业要求。
3.2 检测顶盖与座环的封水性
在顶盖与座环的封水情况上，要在施工现场吊入顶盖以及根据相关单位的设计要求加装密封跟盘或者具有相同要求的铅条，把这些密封材料科学地安装在所需要安装的位置；把顶盖吊入，然后把顶盖与座环通过螺栓进行连接在一起，其中所需要用到的螺栓要依据相关厂家的设计要求进行科学的安装，还要采用0.05毫米的塞尺针对密封位置的实际密封进行再一次检测，要使得0.05毫米的塞尺不能够通过密封位置，在经过4个小时的时间把顶盖进行拆除，然后检测密封材料的实际密封情况。
3.4 水轮发电机组座环的螺栓孔位置的处理
因为在处理水轮发电机座环失圆缺陷的过程中，使得顶盖与座环的螺栓孔产生了相对滑动，使得两者不能够在进行紧密螺栓连接，这时候就需要根据实际情况，利用电动打磨机把发生错位的螺栓孔进行扩孔处理，使得顶盖与座环之间能够顺利的进行组合螺栓安装。
4.水电站水轮发电机组座环失圆缺陷解决措施总结
莲花台水力发电站在建设过程中因为种种原因，使得发电机组座环出现了失圆缺陷的现象，相关施工单位根据实际情况结合与座环生产厂家的分析和讨论，建立了一套符合实际要求的具体解决措施。通过进行误差测量、座环圆度处理、顶盖和座环封水检测以及座环螺栓孔位处理等一系列的处理步骤使得已经发生失圆缺陷的座环得到了彻底的解决，可以保证后续施工单位进行水轮发电机组的安装工作使得，使得莲花台水电站能够顺利的建成使用，大大缓解了山西西南部地区出现的电力供应不足带来的问题。
5.结束语
我国经济已经进入了高速发展阶段，在进行经济发展的时候，就需要大量的电力能源，如果只是利用传统的火力发电，不但不能满足我国各地区的实际电力需求，还会对我国的自然环境造成非常大的污染。针对这方面出现的问题，我国在各个河流密集的地方修建了水力发电站，帮助各地区缓解因为经济发展带来的电力能源不足问题。但是在修建水力发电站时水轮发电机组座环失圆缺陷成为了阻碍发电站正常运行的一个重要的原因。本文通过莲花台水电站水轮发电机组座环失圆缺陷及其解决措施的实例进行了简单地分析。首先，介绍了莲花台水电站的项目情况以及其出现的实际问题进行了简单的介绍，然后根据出现的问题结合实际施工情况设计出一套完整的解决措施，最后针对莲花台水电站成功解决了其出现的水轮发电机组座环失圆缺陷进行了简单的总结。通过本次写作，使我更加了解水电站水轮发电机组的重要性以及座环的功能，在此仅希望本片文章能够对右后这方面的研究工作起到些许帮助。
参考文献：
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[4] 吕志鹏，黄运福. 谈清远抽水蓄能电站水轮机座环蜗壳安装的控制[J]. 水电与抽水蓄能，2018，4（1）.
论文作者:罗世富
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/14
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