摘要：某水电站下机架为辐射形焊接承重结构，由1个中心体与12个支臂在现场组装、焊接成刚性整体。下机架由机架、制动器、油槽、油槽盖板、挡油圈、导轴瓦以及其他附件组成。下机架组装后最大外径φ12800mm，最大高度4300mm，装配后总重约160t，中心体重约69.9t，每个支臂重7.576t。而下机架组装是一项精度要求高的工作，目前，传统组装方法采用在安装间已有的工装完成，而某电站内采用了一套可移动式拼装工装，实现了下机架组装，为该类工装设计提供了实践经验。
关键词：下机架；现场组装；拼装工装
1 工程概况
电站采用混合式开发，水库正常蓄水位398m，库容6330万m3，设计引用流量2640.9m3/s，电站内装设4台水轮发电机组，合同要求首台机组发电后，后续机组间隔3个月发电，因安装工期短设备尺寸大，按原设计工位施工不能满足下机架拼装需要。
2 下机架拼装工装方案确定
下机架散件运输到现场，在厂房安装间下机架组装工位进行组装，原设计工位在实施中由于上机架组装时间同定子组装时间发生冲突，设计院明确上机架工位调整至支持盖工位处，支持盖工位调整至下机架工位处，导致下机架工位被占用。
为减小对首台机组发电影响及确保后续机组发电目标，经多方研讨论证确定采用下机架工位调整至调速器设备安装处，用于下机架组装和预装后的存放。为保证下机架作业施工安全、楼板承重及安全文明施工，根据设计要求在调速器位置采用工字钢和钢板铺设下机架拼装工装平台。
3 下机架拼装工装技术
3.1施工工艺流程
下机架拼装工作组装→下机架支臂组装焊接→吊入下机架（预安装）→下机架正式安装→制动器安装→下挡风板安装→下灭火环管的安装→其余部件的安装。
3.2操作要点
3.2.1下机架拼装工装组装
（1）在施工现场选择制作各种型材，根据设计图纸中的尺寸、数量进行切割下料。（2）下料后在在中心体位置平台处采用50mm厚钢板铺设平台，用水平仪调整钢板水平，并采用膨胀螺栓进行基础固定。（3）调速器油箱孔洞处、调速器油罐孔洞处、调速器柜孔洞处用I20工字钢、[12槽钢铺设横梁，采用膨胀螺栓进行固定，在横梁上用30mm钢板铺设平台。（4）钢板与钢板间分段采用螺栓连接成整体，在周边采用锚栓定位，防止偏移，并架设百分表横向监测；在最重部件中心体拼装位置平台处安装1组电涡流传感器（1主1备），涡流传感器可在组装时对平台变形位移进行监测，并将位移变化量转换成电量，实现量程范围内报警，当变形量超过设定值时，自动发出报警信号。（5）根据设计图纸有2个支臂超过相邻机组分缝线，为保证施工作业及安全，在相邻机组分缝线位置铺设30mm钢板并延伸至相邻机段作为支臂调整及安全平台，在钢板临边处设栏杆防护与其它防护栏杆相连。（6）下机架拼装工装完成后，在调速器楼板梁柱位置布置好下机架中心体支墩和支臂支撑用的支墩，调整楔子板，使中心体支墩顶面至地面的尺寸符合要求，支臂支墩顶面至地面的尺寸符合要求。
3.2.2下机架支臂组装焊接
（1）清理下机架中心体：除去与支臂焊接部位保护板、防锈剂，清理修整导轴承调整螺纹孔。（2）在外圆侧将下机架管路连接部及仪表安装孔密封。（3）将机架中心体吊至支墩上，利用楔子板调整好位置、水平，用推力轴承的安装面确认水平度：小于0.2mm/m。（4）支臂清理：除去保护板、防锈剂。（5）将12只支臂吊至布置好的支墩上，调整好位置，不要发生倾翻。（6）用楔子板调整高度和水平，达到设计及规范要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（7）下机架中心体及支臂组装完成后，安装加强U型板和检查各部位尺寸数据，满足规范要求。（8）焊接收缩量按5mm控制，上表所有数据检查合格后开始焊接工作。下机架板材为Q345B，焊条为主机厂提供的E507焊条，焊接方式为手工电弧焊，焊缝预热温度为80℃，为减小焊接变形量，焊接顺序为左右对称施焊。（9）单个支腿按规定的顺序进行焊接，焊接时采用多层多道，分段退焊，对称施焊的方式进行。（10）下机架安装完成后除去所有挡块，按要求进行UT GB 11345-89 Ⅱ级、MT JB/T 6061-92Ⅱ级，探伤合格后磨平刷油漆。
3.2.3吊入下机架（预安装）
将下机架吊入机坑，进行定中心工作。（1）清扫下机架基础方钢，在方钢上布置专用楔子板，调整楔子板顶面高程至EL363.265；（2）清扫下机架基础板，并放置于调整好的楔子板上；（3）用行车水平吊起下机架，检查推力轴承安装面的水平，检查、清扫与下机架基础板连接的接触面和螺栓用空、销孔，确认各连接面上无毛刺；（4）将下机架吊入机坑，调整好安装方位，慢慢靠近下机架基础板；（5当下机架安装面快要接近基础板时，通过在下机架固定基础螺栓上套入硬纸套筒，从而使机架上的螺栓孔与基础板上的螺栓孔同心，以便定中心时调整机架的中心。然后加固下机架地脚螺栓；（6）调整下机架中心、高程、水平度至安装要求；（7）完成以上工作后，工作面移交土建浇筑二期混凝土，待二期混凝土凝固后吊出下机架，机坑工作面开始定子下线和导水机构预装工作。
3.2.4下机架正式安装
将下机架安放于基础板上，复测下机架中心、高程、水平度，若有数据超标用专用千斤顶进行调整直至所有数据达到安装要求。打紧地脚螺栓，配作销钉，在复测下机架中心、高程、水平度在要求范围之内，然后工作面移交土建浇筑三期混凝土。
3.2.5制动器安装
清扫干净下机架制动器安装面及制动器的安装接合面，根据符号依次把12只制动器安装在对应的位置上，拧紧并锁紧螺栓。制动间隙为10mm，在转子安装以后用调整垫片再进行调整。配置制动器进气、排气管路及高压油顶起管路的配装。配管完成后，对管路进行检查、吹气清扫，用夹子固定管路。对于气管，试验压力为1.2MPa，历时30min；对于油管，试验压力为24MPa，历时30min。
3.2.6下挡风板安装
下挡风板由玻璃钢（FRP）和环氧板组成，螺栓拧紧时小心不要破坏玻璃钢（FRP）板；橡胶板与玻璃钢（FRP）在厂内组装成一体；检查清理30块下挡风板，将30块挡风板及内绝缘压环组装成一体，将橡胶板伸入到定子绝缘挡风板处，控制玻璃钢与定子绝缘挡风板径向间隙15mm作业；调节挡风板安装高度，临时焊接挡风板支撑。在转子吊入后，检查并调整挡风板与转子之间的间隙后，固定挡风板。
3.2.7下灭火环管的安装
下灭火环管安装于定子D侧，整个环管由一处进水口分成两路，上面安装30个水雾喷头。（1）调整布置管路支撑并用膨胀螺栓固定在机坑上；（2）将灭火环管安装于管支撑上；（3）水雾喷头水平撑35o夹角对准定子绕组端部，确认电气空间距离足够。
3.2.8其余部件的安装
根据图纸安装制动器粉尘收集装置和管路，转子调入后，下导轴承周边安装空间很小，需要预先安装各管路（进出油管、排油管、给气管、排油雾管、液位计等）。预布置安装内部轴承测温用电缆线路、测温电阻，注意在导轴承安装后要再进行安装固定；考虑安装方便，除固定于下油槽盖板上的附件外，均需预先安装。安装加热器及下机架盖板安装，必须封盖下机架基础和下机架支臂之间的空间，调整、布置角度，将下盖板支撑用地脚螺栓固定在下机架基础上，用螺栓将下盖板拧紧于下机架支腿上。
4 结 语
本文结合电站成熟的工程实践，利用新技术完成下机架组装工装，新技术已获实用新型专利（专利号：ZL201820143017.6），该拼装工装既适用下机架设备拼装，又适合于其他设备拼装，并能作为存放平台使用，当前工程使用完成后，只需做局部简易修改，可以重复利用。在保证施工安全质量的前提下，人员操作方便，能提高工作效率，降低施工成本，增加经济效益，对类似工装设计有一定借鉴价值。
论文作者:张龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
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