云南红河马堵山水电站100mw水轮发电机组安装工艺

'第5期广东水利水电No．52011年5月GUANGD0NGWATERRES0URCESANDHYDROPOWERMav．2011云南红河马堵山水电站100MW水轮发电机组安装工艺金世国(广东省源天工程公司，广东广州511340)摘要：该文通过总结云南红河马堵山水电站100MW水轮发电机组安装工艺，形成了配有筒阀结构的半伞式混流式水轮发电机组安装工艺技术，可供同类机组安装参考。关键词：马堵山水电站；半伞式混流式水轮发电机；安装工艺中图分类号：TM312文献标识码：B文章编号：1008—0112(2011)05—0067—061概述字形钢琴线的高程高出座环顶面300mrn左右。红河马堵山水电站装有3台半伞式金属蜗壳混流3)水平度的测量、调整：座环上平面的水平度要式水轮发电机组，单机容量为100MW，水轮机直径为求最高。座环的顶平面与其轴线相垂直，也即是与机．30m；立式三相同步发电机型号为SFIO0—40／组轴线相垂直，如果座环安装后水平度误差偏大，则10000；筒阀直径为5．8m；座环直径为(P6520mm；转将来机组的轴线就不是铅垂线，这势必严重影响机组子直径为9154m；定子为(Pl1200m；主轴直径为的运行。l100mm；转轮直径为(D4300mm；下机架直径为对座环水平度的测量，用框形水平仪加水平梁，原7280mm。地调头，取2次读数的平均值做计算，测量必须在不同机电设备安装于2009年6月18日进场，开始进行方向上进行，如在x、Y轴线方向，在轴线之间45。的倾站内预埋，3机组蜗壳于2010年5月20日完工，厂房斜方向等。座环安装见图1。2X175t桥式起重机于2010年11月11日移交使用，3机组定子吊装及上下机架中心调整完成后于2010年l2月19日移交厂家进行定子下线，2011年1月29日厂家定子移交安装。2011年2月23日机组冲水，2月25日机组首次启动，2月28日机组并网发电。2主要埋件安装2．1座环安装本机组座环分2部分运输，在工地将其组合成整体，座环是立式混流式机组的安装基准件，尺寸大、重量重，而且安装精度要求高，在安装问组装成整体后吊入基坑调整就位。1)中心位置调整：在代表轴线的钢琴线上悬挂铅锤，再使座环上的x、Y轴刻线与之对正。2)高程测量和调整：座环顶面的高程，由机组的安装高程和厂家图纸计算决定。设置标高中心架时，使十图1座环安装示意收稿日期：2011—03—14：修回日期：2011—04—18作者简介：金世国(1968一)，男，高级工程师，从事水利水电施工技术管理工作。·67· 2011年5月第5期金世国：云南红河马堵山水电站IOOMW水轮发电机组安装工艺No．5May．2011对座环中心位置的调整，用千斤顶或拉紧器进行；段退步焊法施焊，每一段的长度控制为300～500mm，对座环高程和水平度的调整，都由楔子板来完成。而且逐道、逐层地堆焊。每焊完1道焊缝，应立即清扫、2．2金属蜗壳安装检查，发现裂纹、气孑L、夹渣等应及时处理，采用二氧化水轮机采用金属蜗壳，蜗壳用钢板制造，现场拼装。碳气体保护焊进行焊接。首先挂装大口平面在+x或+Y轴线方向的定位节，然5)焊接凑合节。在整个圆周上，凑合节是最后焊后依次挂装与之相邻的各节，最后进行凑合节的切割及接的，由于两边都有环缝，焊接过程它不能自由伸缩，因挂装。基本程序如下：而可能产生较大的焊接应力，也容易产生裂纹。为此，1)设置中心标志和工作平台，挂装蜗壳前先在尾可采用退步的跳焊法施焊。而且每焊完一段或者一层水管内搭设工作平台。其中心部分设1支架，顶部水平焊缝，就用手锤打击焊波，尽量消除焊接应力。放置1块钢板，使表面高程为机组的安装高程，也即与6)焊接蝶形边。蜗壳与座环碟形边之间的焊缝，蜗壳的水平轴线同高度。再悬挂机组轴线，在钢板上作是2大部分的连接缝，应当在蜗壳的纵、环焊缝全部焊好中心标志。完之后才焊接。如果在挂装及环缝焊接中一部分一部2)挂装定位节。任何一节蜗壳要挂装到座环上，分地施焊，蜗壳的焊接变形就势必影响座环。但是，最都必须明确3个方向的位置：上、下方向，应使水平轴线后焊接蝶形边，前面的焊接过程必然影响蝶形边焊缝，达到中心标志板的高程；半径方向，应使蜗壳的最大半造成焊缝宽窄不均，甚至在某些部位与蜗壳不能恰当配径符合单线图的规定；圆周方向，应保证蜗壳进口断面合。为此，必须先对蝶形边焊缝进行检查和校正，必要和尾部的位置符合图纸要求(见图2)。时可以重新修整剖口，或者采取堆焊、镶边等方式进行处理。一’～＼／蝶形边的焊接仍采用对称方向的分段退步焊法。y为了保证过流面平滑又便于施焊，上蝶形边应在内部加m—衬板，先在外面施焊，最后清除衬板，在内部作封底焊，I下蝶形边则可在外部加衬板，在内部一次焊完。蝶形边：I焊缝往往较宽大，应当用多层、多道的堆焊，同时须注意，ⅡI各层焊道的接头应相互错开。Ivff+2．3机坑里衬及接力器里衬安装机坑里衬是用钢板卷制成的圆筒形部件，吊在座环顶平面上后，应按座环搪口到里衬法兰内圆距离均匀来调整其位置，定位时还应考虑与顶盖边沿之间保留10—15mm的距离。机坑里衬安装完毕后，即可搭设安装接力器里衬的基础平台，接力器里衬的加固工作也尽量在基础平台上图2蜗壳挂装示意进行，一般不直接与蜗壳顶部焊接。当接力器里衬吊人定位节吊人后用千斤顶支撑，拉紧器与四周的固定基础平台后，应按设计图纸要求，挂出确定两接力器里部分连接，再通过固定连接板，拉紧螺栓挂在座环的蝶衬的中心线主Y一Y、Y：一Y，两钢琴线的高程应在接形边上。力器中心线的设计高程上。当接力器里衬中心及高程3)挂装其余各节。定位节调整合格并点焊固定，偏差，法兰面与机组中心线的倾斜、法兰面垂直度符合在它的大口或小口旁边，挂装相邻的节，以后则依次挂规定后，可将接力器里衬的护壁装上并焊固。机坑里衬装。其它节的挂装，必须测量和保证水平轴线高度、最安装见图3所示。大半径的大小，但圆周方向的位置可不再测量，改用环3水轮机的安装工艺焊缝宽度和蝶形边弧长来控制。3．1筒阀和导水机构顶盖组装4)焊接环焊缝。除凑合节外，各节均挂装合格后1)筒体与顶盖套装才能进行正式的焊接工作。为了减少变形并保证焊接当简体组焊完毕、圆柱度和水平调整合格以后，可质量，焊接环缝应有2人或4人同时进行，按对称的分将水轮机顶盖按设计方位吊人简体与筒体套装。套装·68· 2011年5月第5期广东水利水电No．5May．2011顶盖的位置还涉及排水孔等的方向，应按设计要求安放；对厂家已经进行过预装配并做有编号和轴线标志的，应按原预装的位置安放底环、导叶及顶盖；以下部以固定止漏环为准，用中心架、求心器、重锤等悬挂出组机轴线；用内径千分尺和耳机测量上部固定止漏环四周的半径，从而调整顶盖的位置，使各半径间的最大偏差小于设计间隙的±10％；初步拧紧顶盖的连接螺栓，装入导叶套筒，此时活动导叶应能搬动。2)底环定位要使活动导叶关闭严密而且转动灵活，必须保证各导叶的轴线成铅垂线：测量导叶端面的间隙，掌握导叶图3机坑里衬安装轴线的倾斜情况。将各导叶转到全关位置，再用塞尺检时，在顶盖的法兰距离简体上端面垂直距离约为10ram查它们的端面间隙。如果导叶大，小头(进、出水边)的时，调整好顶盖方位、水平和中心，将顶盖从下部垫起，端面间隙不相等，则表明导叶轴线在圆周方向是倾斜使其水平达到0．05mm／m。用6个M48mm把紧螺栓穿的，底环应该在圆周方向适当移动，并调整底环位置，保过顶盖法兰，旋人简体上端面，将简体均匀提起，将其合证导叶轴线铅直。底环如果需要在圆周方向移动，可以在顶盖上。检查筒体与顶盖径向限位块问的问隙，使限用4个千斤顶对称布置来推动，如果要在半径方向移动位块与阀体的间隙符合要求。轻轻松开顶盖与简体问底环，在底环与座环搪口之间打人楔子板；底环位置正的M48把紧螺栓，使筒体下落0．5～1．0mm，再用千斤确以后，各导叶大、小头的端面间隙都应均匀一致。处顶将筒体托起，把紧在顶盖上，使筒体处于自由悬挂状在全关位置时，导叶之间的立面间隙还应上、下均匀，对态。复查顶盖水平度，并重新调整至0．05mm／m以内。轴颈较大的活动导叶，还可以用塞尺检查导叶轴与套筒2)接力器安装和调整(上轴套)之间的间隙。当底环位置正确、导叶轴线铅接力器安装前进行耐压试验，做好全开全关时推拉直时，轴颈四周的间隙应该是均匀的。杆位置记号。并检查接力器的有效工作行程是否满足3)做好标记并加工定位销孔设计要求；检查简体上各接力器提升杆螺孔周围端面的预装合格后对顶盖、底环作好x、Y轴线标志；对活水平度及高度差并做好记录，如有超差时，进行适当加动导叶、套筒以及相应的孔位进行编号。编号通常从垫调整，确保提升杆与阀体端面接触良好；在接力器安+x(或+Y)方向开始，按顺时针方向排列，钻、铰顶盖装完毕后，用千斤顶维持接力器同步误差在3mm以内，与座环之间的定位销孔；拆出顶盖和活动导叶；钻、铰底在安装间进行筒体起落试验，检查各接力器与筒体间是环与座环之间的定位销孔。否存在别劲现象及接力器运行的灵活性。3．3水轮机转动部分组装3)座环导向板的配刨将转轮吊放在预先设置的稳固平台上，调好水平，将简体、操作接力器和顶盖装配合格后，整体参加在对称方向穿上2只销钉螺栓作为导向，螺栓可用千斤导水机构预装，实测简体外侧不锈钢抗磨板与各固定导顶在下面顶住。然后吊起水轮机主轴，检查调整主轴法叶尾端的径向间隙，并做好记录；挂钢琴线，实测各固定兰水平，误差应在0．5mm／m以内。用干净的白布、苯导叶尾部的径向倾斜值(即垂直度)，做好记录；根据测或酒精等清理结合面，按螺孔编号，将主轴徐徐落在转量和设计规定的间隙值，计算青铜导向板厚度配刨青铜轮上。然后将连接螺栓和螺母涂以防锈润滑脂，并对号导向板，并将配刨好的导向板对号入座，焊在固定导叶穿人螺孔。将互相对称的4个螺栓先拧紧，再用同样的尾端。方法拧紧其余螺栓，并测量其伸长值，使之符合规定。3．2导水机构预装配主轴与转轮连接后其结合面应无间隙，0．03ram塞尺插1)找正不进去，然后将连接螺栓点焊固定。吊入底环、活动导叶及顶盖和筒形阀整体。底环应3．4主轴与转轮吊装与下部固定止漏环同心，同时，底环和顶盖的螺栓孔应将联成整体的转轮与大轴各尺寸再进行仔细的复与座环上的螺孔对正。将活动导叶插在底环的轴套内。测，同时做好吊装准备：转轮起吊前，厂房桥机应按大件·69· 2011年5月第5期金世国：云南红河马堵山水电站100MW水轮发电机组安装工艺No．5May．2011起吊要求进行认真检查，符合要求后，将转轮联轴整体下机架基础螺栓完全紧固后，重新确认下机架的水平和吊人机坑。检查转轮上下冠与座环间隙并调整均匀。楔子板的密合情况，测量下机架的安装高程。3．5导水机构安装2)定子吊人就位导水机构的正式安装，彻底完成其组装工作，使之定子铁心叠片完成后，吊人机坑，进行发电机的中达到能实际运行的状态，流程包括：吊装底环、活动导心调整定位，将定子吊人机坑，调整好安装方位，慢慢靠叶、顶盖和筒形阀整体，安装导叶套筒；安装导叶臂及压近基础板；当定子安装面快要放置在基础板上时，在接盖、调整导叶端面问隙、安装并调整止推块；检查及修整触面和径向销上涂二琉化钼润滑剂，落下定子放置在基导叶立面、安装导叶的传动机构、导叶立面间隙的检查、础板上，并用连接螺栓与基础板把紧，以定子与上机架调整；调整接力器压紧行程；导叶开度检查。见图4所的安装接触面的圆周8等分位置为测点，通过定子基础示板下的楔子板调整定子机座的水平，水平控制在0．05mm／m以下，此时楔子板接触面接触在70％以上。定子基础螺栓完全紧固。3)上机架预装将上机架吊人机坑，调整好安装方位，慢慢靠近定子机座；当上机架安装面快要放置在定子机座的表面时，在定子机座螺孔上涂二硫化钼润滑剂，把螺栓插入上机架螺栓用孔，落下上机架放置在定子上，并用连接螺栓把紧。4)发电机定中心以水轮机中心为基准(水轮机水导轴承支架的安装面)，分别确定发电机定子、下机架、上机架的中心，图4简阀导水机构安装并保持一致；同时确定下机架、定子、上机架的安装高程3．6水导轴承安装和水平。将水导轴衬支架吊入机坑组装，按预装位置安装在①在上机架上面放置1根横梁，并点焊牢固定，横顶盖上，轴线定位后安装水导冷却器及导油筒，检查导梁上装有定中心装置，在其下面(水轮机侧)为自由悬油简与主轴的间隙是否满足要求(8mm)，冷却器水压挂，并配有测量用耳机，使用钢琴线找中心。试验应符合要求，安装水导瓦用百分表监测主轴是否移②对上下机架进行水平和安装高程的调整。动，抱挖时使白分表回零。③各部的基础螺栓、连接螺栓按规定的力矩把紧3．7主轴密封安装后，再次确认安装高程、水平和中心。必要时，再调整，主轴密封的安装要以主轴的实际位置为准，使密封再测定重复进行，各测定值应该符合规范设计要求。装置四周的径向间隙均匀分布，轴向间隙符合厂家要5)各基础的二期混凝土浇筑求；检查空气围带与主轴的间隙，冲气后是否有间隙并发电机定中心完成后，浇筑定子基础板及下机架基记录局部间隙，最后连接相应的水管、气管，并再一次试础板的二期混凝土。验检查，确保密封装置能正常工作。4．2下机架安装4发电机的安装工艺仔细检查清扫下机架与其基础结合面以及定位销4．1发电机中心调整定位(孔)表面、螺栓(孔)面，将下机架吊人机坑，调整好安1)下机架预装装方位，慢慢靠近下机架基础板，注意不要损伤定子铁用行车吊起下机架，检查、清扫与下机架基础板的心及线圈；当下机架安装面快要放置在基础板上时，插安装接触面，将下机架吊入机坑，调整好安装方位，慢慢入定位销，与基础板销孔对上后落下，打紧全部定位销，靠近下机架基础板，安装连接螺栓并预拧紧；以下机架拧紧安装连接螺栓，测量推力轴承安装面的水平度，以推力轴承安装面的圆周8等分位置为测点，通过下机架确认与定中心(二次)时的测量数值一致。基础板下的楔子板调整下机架的水平，水平控制在4．3推力轴承安装0．03mm／m以下，此时楔子板接触面接触在70％以上，本机组采用弹性圆盘推力轴承座，厂家组装后对轴．70· 2011年5月第5期广东水利水电No．5May．2011承座进行加工和试验，弹性圆盘由上、下弹性圆盘组成环间隙初步调整转动部分的中心位置，将上下导瓦各4一组成对使用，上弹性圆盘用螺栓通过一支持环固定于块与轴靠紧，检查转轮间隙是否均匀，否则进行调整后推力轴承上，并在轴向及径向方向分别留有0．5mm的再靠紧，对称均匀松开导瓦后的调整块，将导轴瓦间隙单边间隙；下弹性圆盘置于下机架的安装槽内，周向通调为0．03～0．05mm。过安装于下机架上的定位板定位，在组装时调整定位板1)采用电动盘车装置进行盘车，根据盘车装置要与下弹性圆盘的单边间隙到0．05～0．45mm。求接线和安装测定轴各部分摆度(水导轴承处、发电机推力轴瓦装好吊具，吊人机坑，根据弹性圆盘的符上下轴承处轴颈及法兰)的百分表。号确定位置，放置于对应的下弹性圆盘上，对油槽再次2)主轴摆度的测量及调整进行检查和清扫，在推力轴承上安装吊环螺钉，并挂上在盘车时安排在各个测定点读取百分表的工作人钢丝绳，水平吊起推力轴承(瓦面朝上)，慢慢吊人机员，其中要配有测量旋转水平的工具和人员，启动盘车坑，放置于对应的下弹性圆盘上，拆除吊具，小心不要损装置，通过哨声按俯视顺时针转动转动部分；用安装在伤推力瓦面；用同样的方法安装好全部推力轴承，注意水轮机轴承部的百分表来观察水轮机轴的摆度，经过2根据组装符号配置位置。—3圈的空转，在转子稳定的状态下，每圈转动为25～4．4发电机主轴吊装及轴线检查30s并以哨声为准，在各个测定点一起读取并记录百分在转子吊装之前要进行水轮机轴和发电机轴的分表读数，测定要在3次以上，从中选择1次同时测定的段轴线检查调整，以及转轮与基础环的轴向间隙和转轮值作为测定结果，摆度的结果不能满足要求时，对联轴与底环、顶盖的径向间隙的检查，确保整个轴系落在推发兰面的接触情况进行调整，再次测量摆度。力轴承上并处于自由悬垂状态后进行轴系垂直度与弯3)各处摆度符合要求后，检查转轮是否在中心位曲度检查，检测方法为在轴的4个方向同时用重锤挂4置并将转轮四周固定，将上下导瓦抱紧；拆除各摆度测条钢琴线，在2条轴的上下4个部位用内径千分尺测量量装置及盘车接线。与4条钢琴线的距离，测量0。、180。数据计算出轴的倾4．7轴瓦间隙调整斜度及弯曲度，主轴倾斜度≤0．0208mm／m，轴弯曲电站导轴瓦均采用分块瓦，瓦背调整垫块斜度为≤0．08mm，为符合要求。水轮机轴和发电机轴螺栓待1：50，轴瓦间隙调整采取全部导瓦抱紧主轴，然后用退机组盘车后再点焊。间隙的方法调整间隙，先在各调整垫块上做好测量高度4．5转子吊装的位置记号，并全部测量1次高度做好记录，垫铁每提转组装配完毕后，待机坑具备吊装条件后安装平衡高1mm轴瓦径向间隙大0．02mm，根据设计要求上下导梁和吊具。转子整体吊装是机组最重的吊装件，安装问轴瓦单边间隙为0．15—0．20mm，调整为0．18mm，故需进行试吊，当转子起吊到离地约100～200mm时，先升将每个垫铁提高9mm；水导设计要求为0．2—0．25mm，降1—2次，检查桥吊起重机构运行情况是否良好，然后调整为0．22mm，故需将每个垫铁提高11mm。由于垫起升至一定高度，使转子处于垂直状态，检查转子垂直铁高度方向不是精加工，故前后测量位置要求一样，锁度，合格后，将转子吊至机坑上空，先与定子初步对正，紧后还需复测高度。导轴瓦间隙调整见图5所示。徐徐落下。当转子将要进入定子时，再仔细找正，为避免转子和定子相碰，需用8根木板条(约30～40ram宽，比磁极稍长，厚度为空气间隙的一半)均匀分布在定子、转子间隙内，每根木板条由1人提着，靠近磁极中部上下活动。在转子下落过程中如发现木条卡住，说明在该方向间隙过小，立即告诉现场指挥，向相反方向移动转子。中心调整几次后，转子即可顺利下降，待其即将落在千斤顶上时，要特别注意防止大轴相碰。转子靠近主轴后精调转子中心，与主轴连接。4．6盘车轴线定位转子联轴后，在推力瓦上加润滑油后将转动部分落图5导轴瓦间隙调整在推力轴承上，检查下机架的下沉量。根据转轮与止漏·7l· 2011年5月第5期广东水利水电No．5May．20114．8油槽冲油轴瓦间隙调整符合要求后，进行测温电阻、油温计及油位高度测量装置等自动化元件安装，并对油槽进行冲油，首次冲油到最高油位，检查各处密封是否良好，然后将油位调整为正常油位即可。5结语配有筒阀结构的半伞式混流式水轮发电机组安装主要通过对机组主要部件的予装配来保证各部件的同心度和受力部件的水平，通过对机组轴线分步检查和盘车检查、调整保证轴线的中心和垂直度。马堵山电站3机组并网发电后，机组各部振动和摆度均符合要求图6机组振动摆度监测(见图6)。通过总结马堵山电站3机组安装工艺，为今后同类机组的安装提供参考。(本文责任编辑马克俊)(上接第66页)目说一9621C装置实现，并分别配置了电流速断保护、定时E§臼i§限过电流保护、过负荷保护功能。圈3其它保护配置口回车序电压保湾头水电站6．3kV电压侧共3段母线，母线间设回±{回搬_电压)有联络线断路器。在2段联络线上设置各1套定时限田{圈i过电流保护，采用RCS一9611C保护装置，装置分别装回轻百囡自I设在1发电机保护屏和2发电机保护屏上。圃}目枷装1④流表另外，湾头水电站侧设110kV线路保护J，由3段④压表圃自制魔最相间和接地距离保护、4段零序方向过流保护构成，采圉方自无电度表用南瑞继保公司RCS一941A保护装置，独立组屏。为防止母线故障，湾头水电站还设有110kV母线保护，采图3主变压器保护配置测量示意用南瑞公司RCS一915AB保护装置，独立组屏。电流保护实现；对于实际运行中出现的变压器过负荷，4结论设有过负荷保护。本文根据湾头水电站主接线接线方式，简要介绍了电站变压器保护装置安装于保护屏内，全站共设2湾头水电站继电保护系统设计方案及配置特点，现工程块变压器保护屏，分别为“1主变＼厂变＼闸坝变保护已成功投人运行近1a，本文的设计经验对国内同类型屏”，“2主变＼厂变＼备用变保护屏”。工程的设计具有一定的参考意义。其中，主变压器保护由RCS一9661C变压器非电量参考文献：保护装置、RCS一9671C变压器差动保护装置、RCS一[1]中华人民共和国国家标准委员会．GB／T14285—2006继9681C变压器后备保护测控装置(高压侧及低压侧共2电保护和安全自动装置技术规程[S]．2006．块)组成；纵联差动保护由RCS一9671C装置实现；复合[2]中华人民共和国国家经济贸易委员会．DL／T5177—2003电压过电流保护、过负荷保护、隙零序电流电压保护、零水利发电厂继电保护设计导则[S]．2003．序电流保护主变压器保护由RCS一9681C装置实现；瓦[3]湾头水电站接入110kV良村变电站工程初步设计说明书斯保护等非电量保护由RCS一9661C装置实现。[R]．厂用变压器及闸坝变压器变压器保护由一个RCS(本文责任编辑马克俊)·72·'