(大唐迪庆香格里拉电力开发有限公司674400)
摘要:本文以水电站作为研究对象,探析水电站水轮机安装施工技术及其相关问题。首先对水轮机的安装进行了简要概述,主要介绍了在安装施工前的准备工作;从预装水轮机的导水机构、转轮与机轴安装、导水机构安装、接力器安装、密封主轴、机油导轴承安装等方面具体探讨了安装施工的相关技术;并从创新的思维对其安装技术进行了反思,探讨了安装质量的控制及相关注意事项。希望能够通过本文初步探析引起更多的关注与更为广泛的交流,为该方面的理论研究工作与施工实践工作提供一些有价值的信息,以供参考。
关键词:水电站;水轮机;安装施工;技术
伴随工业化的发展,人类对自然中的资源进行了大量的非理性开发,以我国为例,随着改革开放30多年来的发展,虽然经济得到了改善,但在生态破坏与环境污染方面却出现了岌岌可危的现象,水、土地、空气等都遭到了严重破坏,因此,在这种现实的严峻情况面前,只能够坚持可持发展观,反思过去发展中的错误,从而通过研究新能源、发展新能源,来不断的提升对资源的节约与对自然的保护,为人类的后代子孙的发展留下一些可利用资源。以水利发电为例,在我国就获得了很好的发展,但其中关键的还是水轮机安装的基础工程的初步完成,以及后期的有效运用。以下就从水电站水轮机安装施工方面展开具体讨论。
一、概述
以某水电站为例,总装机容量75MW,水轮机型号HLA630-LJ-174,发电机型号FS25-14、4000。采用立轴混流式水轮机机组,全包角金属蜗壳,其转轮d=1740mm。水轮机包括埋入部分、导水机构、转动部分、主轴密封、油导轴承、调速机构、管路等。对水轮机的各部分进行细化说明,比如,在埋入部分应该说明尾水肘管与锥管、座环、机坑里衬等;再如,在导水机构应该包括底环、导叶、顶盖与控制环、还有转动部分的主轴与转轮,油导轴承部分的油箱、内油盒、轴承架、放松装置、冷却器等。
二、施工前准备
首先,对施工设计、施工计划进行全面说明、了解与讨论,分清楚其中的重点、要点,然后进行流程分析、施工相关器械、设备、人员等方面的准备。其次,需要对图纸、说明书、制造厂等的相关资料进行技术分析,探讨设备结构与相关特征,施工技术、工艺要求等。第三,要对施工现场进行细致勘查,以现场实际情况进行图纸审核,再根据工程特点编制与其相符的施工技术流程、措施等。第四,对施工进行阶段划分、环节划分,做好技术指标的设定,并对施工方进行技术交底。第五,做好现场情况的设计、工装、器具、施工器械等各种准备,包括临水、临电等相关施工。
三、施工技术说明
在水轮机的安装方面,要求有理有序,合理安排,此次研究中所采用的安装顺序依次为尾水肘管、尾水椎管、座环与蜗壳、机坑里衬、导水机构、转轮与水机轴、导水机构、接力器、主轴密封、油导师轴承、调速机构与管路安装。
首先,在导水机构预装方面,包括底环安装、导叶与顶盖预装。具体来看,导水机构主要是引导水流,使其能够满足速度、流量、方向方面的要求,以进入转轮,并以相关的能量带动机组转动,并达到导叶开度、调节水流量、控制转速、适应负荷变化等目的。在底环的安装方面,需要先对座环面进行清理,通过平衡梁(自制)、筐式水平仪(精度为0.02mm/m)进行底环、顶盖安装方面的水平度测量、检查,通常以径向0.05mm/m(≤0.12mm)为宜,通常对于超过要求的采用角磨机进行打磨处理;若检测合格,则应该进行擦洗,通常以无水酒精、汽油为主,然后进行底环的调整安装,采用的工具是厂房桥机。需要注意的是对机组中心的测定,水平度与高程的测定(可采用水准仪进行调和检测)。另一方面,导叶、顶盖的预装方面,需要在底环安装成功之后,先进行清洗,令活动导叶、轴套、顶盖与密封圈等获得清节,然后,对其几何尺寸、断面型线等进行检查,完毕后,可预装。要求装入1/2导叶即可(如选择奇数顺序安装,1,3,5……);完成后再调入顶盖,将垂直度、圆度、轴度、间隙等进行合理调整,检查合格,要求间隙在0.1-0.25mm范围即可,然后进行螺栓连接,进行相关参数测定,若预装完成可将顶盖拆除并吊出。
其次,转动部分的安装,如转轮与水机轴。通常要求安装前清理、检查复核相关尺寸参数、安装与擦洗法兰面,注意在调整中,应该注意转轮与水机轴间法兰面的平整度,以厂家提供专用联轴螺栓进行预紧处理;要求无间隙,一般检查以塞尺为准,具体是将0.03mm工具塞入检测。高程低于设计2-6mm即可,主轴垂直度误差范围<0.05mm/m。
第三,导水机构安装,要求对前两项安装进行检查,并做好擦洗、调整等工作,然后进行控制环与导叶上端的连接。对于接力器的安装,则主要是以外置式为主,具体以活塞杆、控制环相连而达到目的,其最大行程200mm。注意安装前的擦洗工作、试压工作、配对工作,通常试验压力大于工作压力,以1.25倍为准,而保压时间需要控制在30min以对其渗漏、压降现象进行科学检查;高程偏差控制在1mm以内,水平度应该在0.1mm/m以内,压紧行程4-6mm即可,在2个接力的安装中,还应该注意接力活塞间的行程偏差,最好控制在1mm范围内为宜。
第四,主轴的密封安装属于无接触式密封,通常目的是为了止水。安装时,要求清洗、准备Loctite574密封胶,利用吊入主轴密封方法未完成,通常主轴密封、主轴间的单边间隙以0.3-04mm为宜,注意在顶盖配钻过程中需要打上定位销。而在油导轴承安装方面,则应该对各个组成部分进行了解,可参考概述部分的说明;依然是先清洗,再进行图纸复核,再进行顺序安装安排,进行安装,注意整个过程对密封胶的使用,并进行煤油渗透试验,以确保安装的有效性。还有调速机构与管路的安装,此安装虽然在最后,但最为关键,也是安装的收尾,因此,先要进行全面的检查,并对调速机构进行各种组成部分的分析,安装时,要进行图纸校核,尤其是在管路配制完成之后,应该做好焊接拆卸工作;对于油压系统的安装,要求回油箱中心偏差在正负5mm以内,而高程偏差与其要求相同,水平度以1mm/m为宜,压力油罐的垂直度与水平度相同;而在调速器机械柜安装方面,应该注意其水平度的要求是按电液转换装置底座进行测算,其标准范围应该控制在0.15mm/m以内。
第五,就是在安装过程中,需要做好质量控制,所谓的“三检制”就是为此而定;需要注意的是安装顺序、偏差测算与标准测量等。此次安装严格按照设计要求与施工工艺流程,按部就班,很好的完成了安装工作。
结束语
总之,在新的时代就要与时俱进、因时制宜,真正的将以新型可持续发展理念作为发展原则;通过上面的分析可以看出,在水电站的水轮机安装施工方面,牵涉的问题比较多,而且步骤多、安装要求有理有序,尤其是牵涉到的精度问题、混凝土机墩问题以及质量控制问题,所以,在这方面,还应该有所创新,增加对相关安装工序的改进,尤其是在安装器的改进方面可以做出一些努力,克服因型号等问题造成的不便或者阻碍,现加上相关配套的水管安装、顶盖安装改进等,不断的提升安装工艺,简化流程,提高安装效率与效果。
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