立式水轮机发电机组发电部分安装

立式水轮机发电机组发电部分安装

廖尤斌

广西电力安装有限公司广西南宁530219

摘要：立式水轮发电机组作为水利发电站的基本设备，其能否合理、科学地进行安装，对于立式水轮发电机组在后期能否实现良好稳定运行有着极为重要的影响。文章主要针对我国当前水轮发电机组中不同设备的安装进行分析，并提出相应的控制措施，希望能够给相关人士一定的借鉴，帮助水电厂能够稳定运行。

关键词：立式；水轮机发电机组；安装

水轮发电机组安装复杂，需要考虑的因素多，对安装技术和工艺有很高的要求。为保证水轮发电机组的安装质量，应重点突出对重要工序、重点构件安装质量的监控，一般工序也要全过程监控，确保水轮发电机组的安装质量，故机组的安装在水力发电工程中占有重要地位，不论是安装企业还是生产运行单位对此都非常重视。

1.水轮发电机安装技术

1.1定子的安装

分瓣定子组装的时候，要先检查机座合缝面的接合情况，特别应该注意的是定位销钉处的接合情况；紧接着应该检查铁心合缝处的间隙，因为过大的合缝间隙会引起铁心的振动和噪音，以至影响机组的安全运行。大量的安装实践显示，分瓣定子的圆度指标很差，严重时与平均半径的偏差在气隙的10%以上。究其原因，有可能是运输的时候造成的。相关技术人员需要具体指导，专业检测人员需要严格监测，且每次处理宜小幅度进行。在多次处理之后，定子的圆度应该可以达到合格水平。现场装配的定子又称无隙定子，其现场的工作量很大，先后要完成机座组焊、定位筋安装、铁心叠装和铁损试验、线圈嵌装、汇流母线安装等工作。无隙装配的定子，其铁心的整体性很强，机座刚度高，特别是定子铁心的圆度非常好，减少了定子的安装调整量，可使机组稳定安全运行。定子的现场装配主要有两项关键工作：一方面是定位筋的安装，定位筋的安装需要科学的方法和细致的工作作风，因为它是整个定子现场装配工作的基础；另一方面则是铁心叠装和热压，控制叠片速度是控制叠片质量和槽形的一个有效途径，应该设有专人分段整形、预压、热压，叠装时应加入全部槽样棒。

1.2转子的安装

转子装配是水电站机组安装企业的优势项目，即便是中小型水电机组，其转子也要在工地装配。磁轭铁片的清洗与分类称重是工作量大、强度高的工作，作为转子装配的基础工作，这项工作应认真进行。铁片的堆积方式是在考虑了磁轭的整体性及拉紧螺杆的受力情况后确定的，铁片的堆积应严格按设计的堆积方式进行。永久螺杆参与定位，选择1/3～1/2的永久螺杆均匀分布，可以有效地控制叠片速度，提高叠装的质量，避免铁片全部叠完后被动进行整形、铣孔和打螺杆的局面。这样，既可以减轻工人的劳动强度，从总体上缩短装配的时间，还可以装配出更高质量的转子。方法是根据磁轭键的斜度换算出高度方向尺寸，提前作好标记，将磁轭半径小的部位和邻近部位适当打键，切忌超过标记。大量实践证明了这个办法的作用还是较为明显的，避免了耗时的大量磁轭磨工作，也保证了磁轭本身的静平衡。

1.3发电机组的安装调整

轴线测量及调整：定子安装完成—清扫、喷漆、干燥及测试—吊装就位；转子安装完成—清扫、喷漆、干燥及测试—吊装就位—轴线测量调整,直到满足设计要求。联轴盘车：水轮机与发电机大轴联轴后，进行整机盘车，测定盘车各轴颈的跳动量，检验调整后的偏心及倾斜，直到满足规范要求。轴承间隙调整：根据联轴盘车结果，用塞尺调节各轴瓦间隙，直至满足设计要求。当上述工作完毕后，再进行控制环等辅助部件的安装。最后进行启动试运转。水轮发电机本体及附件安装完毕后，进行清扫，检查，以防意外事故发生，确保无遗漏，无故障后，先进行手动试运行。试运行时，测试主机运转的各项技术指标及有关电气设备质量情况，并按国家有关规程逐项测试，如有问题及时调整，确保主机及有关电气设备质量全部符合国家有关规范及设计要求。

2立式水轮发电机组安装案例分析

2.1机组概况

本案例以某水电站的立式水轮发电机组的安装为分析对象，该发电机组（由原广西金城江水电设备厂生产）的水轮机型号：ZD760-LM-120，设计功率为230千瓦；配套发电机的型号：TSl73/17-24，设计功率为200千瓦。机组尾水管为直锥形尾水管，尾水管出口的淹没深度约600mm，超过一般规定的淹没深度（300～500mm）。但是在当时来说，这种尾水管是符合实际的。在某电站扩建以后，仅将该机组作为备用机组，随着电站发展，也为了实现水资源的充分利用，某电站决定将该机组迁移至距离该水电站下游20km处安装。

2.2机组安装存在的问题分析

2.2.1上机架永久变形。该机组的生产时间较早，在当时，生产厂家将整体发电机组运至某电站时，货物卸载人员未使用起重梁，而是使用钢丝绳穿过上机架的吊装孔，吊起整体发电机，就使得上机架在X轴正方向和Y轴负方向的支脚上翘，致使上机架发生了永久性的变形。

在初次安装该机组时，为了将上机架调平，安装人员就在变形上机架的上翘支脚下方铺垫各种厚度的钢板找平。据测量，在X轴正方向上的支脚下方的垫片厚度为37mm，在Y轴负方向上的支脚下方的垫片厚度为23mm。对于机组轴线的处理，是在推力轴承处，即镜板和推力头之间使用了30块以上形状各异、厚薄不等（0.01～0.1mm）的薄铜片作垫片。

2.2.2尾水管问题。

圆锥管变形问题：在拆卸该机组时，基于经济性的考虑，未将整件尾水管的进口圆锥管拆下，而是联系厂家，使用2mm厚的钢板圆卷，拼焊圆卷立缝后作为再次安装时的弯肘形尾水管的进口圆锥管。圆锥管本应是正圆形，但是由于厂家焊接过程中未采取防止焊件变形的措施，使得圆锥管的形状变为了椭圆形。其上、下底与短轴长度分别相差了44mm和158mm。圆锥管上底的变形，使其上面的螺栓孔圆环形状也发生了变化，螺栓孔位置也随之发生偏移。

土建工程问题：由于施工人员在土建工程施工过程中的疏忽，致使尾水管高了24cm。

2.2.3问题分析。尾水管是水轮机的重要通流部件。其主要功能是：将转轮出口的水流平稳引出；利用下游与转轮出口的水头高程差形成静力真空，实现位能回收；在转轮出口形成动力真空，实现动能的回收。

尾水管存在的以上问题若得不到及时的处理，就会大大削弱尾水管的作用。首先，进口圆锥管的变形使得转轮出口与圆锥管的连接锥角达不到最优状态，造成转轮扩散角与尾水管水流扩撒角的不一致，加剧尾水管涡动，从而不利于水流的平稳引导；其次，尾水管高度的降低，减小了下游与转轮出口的高程差，从而让其位能回收作用降低。在处理尾水管的问题时，若以设计要求为标准来进行处理，也就是要将圆锥管形状做标准、将尾水管做到设计的高度。那么，一方面，要将不规则的圆锥管进行报废处理，重新加工制作出一个合格的、规则的圆锥管，此方法会造成大量物力和人力的浪费；另一方面，要将尾水管做到设计高度，就先要凿出矩形扩散段和肘管段的混凝土，再向下挖240mm，由于都是使用的高标号混凝土，且地质坚硬，使得该项工作的工程量非常大，相应的费用也非常高。

通过以上分析，对于机组设备存在的问题，以便于安装、利于机组运行为出发点，必须要将其处理好，在解决问题以后再进行机组安装。

2.3处理对策分析

2.3.1上机架变形问题的处理。以上机架受力条件、机组外观的改善为目的，可对X轴正方向和Y轴负方向的形变支脚进行修复，使所有支脚都在同一水平面，这样就可以去除上机架下方以及定子组合中的垫片。

2.3.2尾水管问题的处理。首先，针对进口圆锥管变形的问题，为了使进口圆锥管的流出水流平稳以及减少混凝土浇筑的工程量，因此，在安装圆锥管时将肘管段断面圆弧与圆锥管长轴所对圆弧进行吻合过渡即可。其次，针对尾水管的高度问题，从经济性考虑，可对进口圆锥管采用截断切割的方法来处理。

参考文献

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