第四讲水轮机安装课件.ppt

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1、第2章水轮机的安装,本章主要内容,水轮发电机组安装与检修,HL式水轮机预装,HL式水轮机正式安装,HL式水轮机埋设部分的安装,ZZ式水轮机的安装特点,第一节 概 述,反击式水轮机包括混流、轴流、斜流和贯流式四种；冲击式水轮机包括水斗、斜击和双击式三种。混流式水轮机适用于中、高水头；轴流式水轮机适用于低水头；水斗式水轮机适用于高水头。三种型式水轮机的结构如图所示。由于水轮机的使用水头、布置方式、单机容量的不同，其安装程序和安装技术质量要求也有差异。,混流式水轮机HL200LJ550 结构,1蜗壳；2座环；3导叶；4转轮；5减压装置；6止漏环；7接力器；8导轴承；9平板密封10抬机密封；11主轴；

2、12控制环；13抗磨块；14支持环；15顶盖；16导叶传动结构；17尼龙轴套；18套筒密封；19真空破坏阀；20吸力式空气阀；21十字补气架；22尾水管里衬,轴流式水轮机ZZ560LH1130 结构,1蜗壳；2座环；3导叶；4转轮；5减压装置；6止漏环；7接力器；8导轴承；9平板密封；10抬机密封；11主轴；12控制环；13抗磨块；14支持环；15顶盖；16导叶传动结构；17尼龙轴套；18套筒密封；19真空破坏阀；20吸力式空气阀；21十字补气架；22尾水管里衬,水斗式水轮机ZCJ47W170/2 结构,1伸缩节；2上喷管接力器；3上弯管；4机壳；5转轮；6导流板；7制动喷嘴；8检修进入门；9

3、稳流栅；10偏流器；11下弯管；12下伸缩节；13下喷管接力器；14冷却喷嘴；15下喷嘴；16喷嘴头；17喷针头；18档水板,水轮机结构一般有三部分组成：埋设部分（不可拆卸）（尾水管里衬、基础环（ZZ式还有转轮室）、座环、蜗壳、水车室里衬、埋设管道等）固定部分（底环、顶盖、导水机构、轴承 以及其他附属设备等）转动部分（转轮、主轴等）,第二节 HL式水轮机埋设部分的安装,一般安装程序 先装尾水管里衬，浇尾水管里衬周围及座环和蜗壳支墩的混凝土；装座环基础环及锥形管；浇座环基础螺栓混凝土；蜗壳安装焊接；水轮机室里衬与接力器里衬安装及管路埋设；浇发电机层以下混凝土。,机组安装基准点测定 机组所有部件的

4、安装基准，均可追溯到机坑测定时由埋件所确定的基准点（线）。机组安装的基准点有三个：高程点、中心点、方位点。 （1）确定高程点的方法是：用高精度水准仪测量所有固定导叶的中心线高程，并计算算术平均数，选取最接近平均数的固定导叶作为机组安装的高程基准，并在该固定导叶上的相应位置做出永久性高程刻度标记。,（2）确定中心点的方法是：采用电测法，用内径千分尺分别测量座环上、下镗口各标记点的半径，分别求取上、下镗口各自的理论中心，并计算出座环整体的最佳中心，此最佳中心即是机组的安装中心。（3）确定方位点的方法是：以与蜗壳小头相连接的固定导叶出水口（鼻端）为基准，设计上机组中心X轴线至固定导叶出水口夹角为6.

5、5，施工中通过测量固定导叶出水口至机组轴线的弦长，定出机组X轴线，此X轴线即机组的安装方位线。,安装前的准备工作(1) 机坑清理、检查（检查机坑底面高程是否符合设计要求）；(2) 尾水管里衬清扫、组合、检查与调整（其圆度和上、下管口的同心度和高度）；(3) 作好安装标记（+X，-X，+Y，-Y）；,一. 尾水管里衬安装程序,尾水管里衬吊入机坑就位找正，调整与测量其中心与高程 （按环形件安装）加固（以防变位，将调整工具点焊固定，预埋锚钩焊接加固筋）装埋设管路复查后浇注混凝土,安装质量：见表2-1,！,尾水管里衬组焊,龙滩地下引水发电系统工程由引水系统、厂房系统和尾水系统组成，其中主厂房长388.

6、5米，宽28.5米，高76.4米，是世界规模最大的地下厂房,肘管安装完成,锥管安装焊接,地下厂房尾水管施工,多臂钻在地下厂房施工,二. 座环与基础环安装程序,座环 基准件（对中心、高程、 水平、 圆度要求误差小）组装座环与基础环（大型机组）；整体吊装就位找正测定与调整检查合格后固定（对称施焊）,安装质量：见表2-2,！,现场卷焊锥形管，与基础环点焊联接，点焊围带浇注座环混凝土，养护好之后焊接锥形管与尾水管之间的接缝,龙滩5#机座环吊装,龙滩4#机组座环吊装就位,该座环外径达11.4米,高3.8米,重240多吨,是水轮机的重要基础埋件之一。座环的成功吊装为该机组的后续金结安装打下了良好的基础。,

7、小湾水电站六号水轮机座环直径8.7米，高4.2米，重量达260吨，分四块运输到工地现场后进行组装焊接。,三. 蜗壳的安装,以钢板焊接蜗壳为例：蜗壳瓦片拼成单节（大型机组），并按安装顺序对各节编号；节清扫、检查、修整；搭设安装平台；,蜗壳结构示意图,挂装： 定位节凑合节,三峡ALSTOM,三峡VGS,蜗壳安装就位后，对其管口的垂直与中心测量检查、调整；蜗壳与座环连接；焊接焊缝质量检查固定设内、外支撑浇注混凝土。,正在挂装三峡工程右岸电站22号水轮发电机机组第1节蜗壳,三峡工程右岸电站首台机组蜗壳开始安装，标志着三峡右岸电站厂房大型重要埋件安装开始进入新阶段。机组蜗壳是水轮发电机组中最大的机组本体

8、埋件，三峡工程右岸电站号机组蜗壳共有节。,某水电站蜗壳定位节挂装就位,某水电站蜗壳全部挂装完毕,四. 水车室与接力器的里衬安装,水车室里衬（钢板卷制圆筒）安装在水轮机顶盖外围，位于座环上，二者固定连接；,三峡左岸电站1#水车室,接力器示意图,接力器里衬：浇注机墩混凝土前安装（调整检查固定）,第三节 HL式水轮机的预装,一. 水轮机主轴与转轮组装1. 主轴与转轮连接 （1）清扫与检查； （2）主轴与转轮连接； （3）保护罩安装； （4）泄水锥安装； （5）减压环安装,2. 转轮上、下迷宫环的安装3. 迷宫环圆度检查和磨圆,二. 导水机构的预装（由底环、导叶、上环、套筒、拐臂、连杆、控制环、推拉杆

9、、接力器等组成）一般安装程序:预装前，座环清扫，水平与高程复测，确定水轮机中心下部固定止漏环定位,导水机构预装（1）底环、导叶、顶盖、套筒吊入；（2）顶盖中心测量与调整；（3）底环，顶盖同轴度测量与调整钻铰底环，顶盖定位销钉孔定位吊出所有预装部件,具体安装步骤（1）导水机构预装准备,顶盖安装间组合调圆 顶盖分瓣到场，在安装间清扫组合之后，需对顶盖上附带的止漏环作圆度检查。 实测活动导叶长度，并选择几个较长的导叶准备参与导水机构预装 导叶长度在制造厂已有测量记录，在工地安装时仍然需要实时测量，必须充分考虑到测量环境条件对测量结果的影响。配制顶盖预装临时垫板 在顶盖与座环的安装法兰面之间不是全面接

10、触，而是通过垫板局部接触。顶盖吊入后落于临时垫块上并通过其将顶盖的重力传递于座环上法兰面。,三峡机组导叶吊装清扫准备,具体安装步骤（2）导水机构预装,导水机构在机坑预装需解决以下几个问题：调整确定顶盖与底环的同心度；调整确定顶盖相对于底环的方位角；初步确定导叶端部的间隙值；测量确定过流面高度值；钻铰顶盖与座环定位销孔；标示顶盖与座环连接螺栓孔位置。, 调整顶盖与底环同心度 顶盖与底环的同心度指的是以底环止漏环中心为基准，调整顶盖止漏环中心使之与底环止漏环中心同心。 底环已就位且固定不动，可挪动的是顶盖；施工方法是用电测法，挂钢琴线，用内径千分尺分别测量底环、顶盖相对于钢琴线的中心偏差，计算出各

11、自的最佳中心，考核两者的差距，调整最佳中心使之同心。, 顶盖方位调整 顶盖相对于底环的方位角，亦即顶盖的方位调整。 其施工方法是在对称垂直四个方向的轴套孔内自上而下挂钢琴线，采用电测量法测量上中下轴套的同轴度。最后合成四个方向的同轴度偏差值，综合确定顶盖旋转和平移的方向和数量。, 初定导叶端部间隙值 导叶的端部间隙与临时垫块的厚度有关，在顶盖吊入机坑后，可以通过实测导叶上端部间隙值，校核临时垫块顶部高程是否合适，为下一步永久垫块厚度的确定和安装提供实际的参考依据。, 测量确定过流面高度值 测量确定过流面高度值只有校核意义。事实上，当导叶端部间隙值确定之后，过流面的高度值也就确定了。若发现偏差较

12、大，那将涉及导叶长度偏差的问题，需上报监理工程师研讨处理方案。, 钻铰顶盖与座环定位销孔 在钻铰定位销孔的过程中要用架百分表的方法监视顶盖的位移，钻前须对顶盖采用加固措施，防止顶盖位移，钻铰后须复查顶盖的中心和方位。工序进入打定位销的阶段，意味着顶盖与其它构件的配合关系已调整合格；在安装实践中这是一个非常关键的工序。, 标示顶盖与座环连接螺栓孔位置 为了确保定位正确，顶盖预装调整合格后，用冲孔的方法将加工位置确定下来，以便下一步工序作业。,导水机构安装流程,三. 水轮机导轴承配装和刮研 （在水轮机主轴与转轮组装前进行）橡胶瓦轴承分块瓦轴承筒式轴瓦,第四节 HL式水轮机的正式安装,正式安装主要内

13、容：1. 主轴转轮吊装就位找正导叶里面间隙调整导水机构和传动机构安装两主轴连接水导轴承安装与调整,一. 转动部分（主轴转轮）安装1. 准备工作（1）座环与基础环清扫，放好楔子板（2）起重工作准备2. 转动部分吊入安装（1）主轴转轮吊入 （2）下固定迷宫环吊入，就位找正与连接（3）调整主轴中心位置与垂直度,转轮安装有三项技术指标须考核：转轮的高程、 中心、水平,转轮高程确定 转轮安装高程由下列因素来确定：考虑转轮与水轮机大轴连接法兰面到转轮下环底部之间的垂直距离；考虑固定导叶中心线到基础环下法兰转轮安装临时垫块的距离。转轮水平测量 转轮落于临时垫块后，其水平的复查基准面定于转轮与大轴的连接法兰面

14、，用高精度水准仪沿圆周测量若干对称点即可。,确定转轮高程、中心、水平方法,转轮中心确定 其方法，在静止状态下，以底环止漏环为基准。需考虑下列几项因素： 顶盖与底环止漏环的同心度；转轮上冠与下环止漏环的同心度；转轮上冠与下环各自的摆度；转轮、底环、顶盖各自的圆度。中心调整的检验标准：当转轮旋转后，在0和180的位置停留，检查各对称方向的止漏环间隙值应是相等，若偏差较大，则说明中心调整较差或者止漏环圆度偏差较大。,二. 导水机构安装1. 底环、导叶、顶盖、套筒安装（1）吊装（2）检查： 1）上部止漏环间隙； 2）转轮与顶盖的轴向间隙； 3）导叶端面总间隙； 4）导叶上部轴承间隙,2. 导叶传动机构

15、安装（1）转臂安装及导叶间隙调整；（2）接力器与控制环安装；（3）连杆安装,导水机构安装准备 预装结束后，参与预装的部件吊出机坑，之后对座环的安装螺栓孔钻孔、攻丝、锪平。同时，准备转轮的正式安装。 活动导叶安装 导叶安装的技术要领：,具体安装步骤,导叶底部必须清洁干净，油污、杂质、颗粒等不能有丝毫混杂于导叶底部。底环轴套孔内必须清洁干净，并按要求涂抹润滑脂。安装导叶下轴套密封，不得遗漏。注意导叶的进水边和出水边的差别，不可颠倒。导叶摆放角度应一致，并应置于适合的关闭位置；注意导叶的编号。,顶盖安装 顶盖正式吊入机坑安装，与顶盖相关的工作在安装间应全部完成，顶盖自身除了清洁度外，一件重要的工作是

16、密封条安装。 顶盖安装就位后，为了验证密封效果，应作漏水试验。顶盖吊入机坑后，其定位由预装时钻铰的销钉孔确定，紧固由现场加工的螺栓完成。根据施工程序，依次进行中轴套、上轴套、拐臂、连板、止推块、承重板等操作机构部件安装。,轴套安装 中轴套安装时须注意内、外两层密封条，上轴套安装时须注意首先调整轴套与导叶的间隙，四周应均匀一致 。,导叶保护装置 水轮机在关机时若发现导叶之间有卡阻异物，为了保护水轮机整体不受破坏，设计上用拉断螺栓作为事故保护装置。 在水轮机导水操作机构中还有一个保护装置限位装置。一旦发生导叶超关，则拐臂上的限位块与顶盖上的限位块将会发生对撞作用，阻止导叶超关。,导叶端部间隙分配

17、导叶端部间隙分配是导水机构安装中的一项重要工作。水轮机设计上在导叶承重板与导叶顶端面之间增设了可撕垫，导叶端部间隙分配合格后，紧固承重螺栓，压紧可撕垫，使承重板与导叶端部之间不存在间隙，此设计有利于防止承重螺栓松动导致活动导叶下落。,导叶立面间隙调整 导叶立面间隙的调整采用钢丝绳捆绑的工艺。程序上首先完成端面间隙调整，端面间隙合格后，导叶上、下端面与抗磨面不接触，导叶处于自由状态，此时可进行立面间隙调整。 导叶立面密封完全靠导叶立面间隙保证，相邻两个活动导叶之间，一个头部与相邻导叶的尾部相连，接触面之间没有其它辅助密封，工程上称之为“刚性密封”。所以立面间隙必须调整到合格范围之内。导叶立面间隙

18、调整合格之后，用钢丝绳于全关闭位置捆紧导叶。同时将调速环（控制环）固定于全关闭位置。此时具备了连接导叶和控制环之间双连杆的条件。,控制环安装 控制环在水轮机运行中起传送分配力量的作用。 控制环为两瓣到货，现场清扫后组装成整体吊入机坑置于安装位置。 附件安装 导叶端面密封安装是在导叶立面和端面间隙调整合格之后进行。水轮机导叶端面密封采用可压缩垫层加金属铜块结构，在铜块下面装有弹性垫层。 为了随时监控导叶运行情况，设计上在连接板上安装一个位置信号器，其触头插入活动导叶承重板，一旦拉断螺栓断裂，则连接板随控制环一同运动，而承重板随活动导叶及拐臂在卡阻位置不移动，所以位置信号器发出位置改变的信号。,三

19、. 水导轴承安装,水导轴承系统由水导瓦、上油箱、下油箱、顶盖上的主油箱及润滑冷却系统等组成。 水导轴承的作用是承受轴的径向载荷，控制主轴的摆度。外循环润滑油系统起散热与润滑作用。外循环冷却水系统起冷却油作用。,分块瓦水导轴承系统结构,水导轴承安装 安装间导轴承瓦架与顶盖预装,其同心度0.1mm, 钻铣销孔； 在安装间,反转瓦架预装下油箱及底盖,与瓦架同心, 钻铣销孔； 各部件顺序吊入机坑，瓦架安装固定在顶盖上，其它部件暂时放置在顶盖上； 机组盘车时，用水导瓦调整转动部分中心位置后松开；,水导瓦间隙调整 提起上油箱盖，调节水导瓦与轴的间隙。遵循先轴线方向对称调，再依次对称调的原则。, 机组盘车后

20、，安装下挡油环、油封，安装下油箱及下盖板，放入瓦调整间隙，安装油箱上盖板与轴间隙； 安装管路，注入合格油。,第五节 转叶式水轮机的安装特点,ZZ式水轮机的埋设部分、导水机构、水导轴承等，在机构上跟混流式水轮机大同小异，其主要区别在转轮上。,一. 埋设部件安装,ZZ式水轮机的埋设部件，一般由尾水管里衬、基础环、转轮室、支承环、固定导叶、上环以及蜗壳上下衬板等组成。安装基准 ZZ式水轮机，转轮室是整个机组的安装基准。安装时应根据水轮机叶片中心高程调整埋设部件的高程，一般测量转轮室上平面的安装高程和水平，其中心和圆度则以转轮室内圆加工面为准。,座环组装 整个座环的安装方法与混流式水轮机座环的安装一样

21、，而分件到货的座环安装则较为复杂。为保证活动导叶的端面间隙，座环上环与支承环之间的距离，即上环的标高一定要严格控制。上环与固定导叶的组装，有样板找正法和上环定位法，其中上环定位法找正较方便，安装精度较高，应用普遍。 上环定位法：在制造厂内每只固定导叶在上环的安装位置均预先进行过组装，并钻铰销钉孔定位，其分件座环到货后，按制造厂的标记和要求直接安装。,转轮组合 按转动叶片的传动机构不同，可分为有操作架和无操作架两种。若转轮叶片较多，或为了减小转轮体直径，宜采用有操作架的结构；对于转轮叶片少的，则采用结构简单的无操作架转轮。对有操作架结构的转轮组装时，因有操作架，通常宜将转轮体翻身倒装。而对无操作

22、架结构的转轮，在组装时转轮不需要倒装，直接正装进行。,二. 转轮组合安装,无操作架结构转轮的组装 支架固定与转轮体调平转臂、连杆、枢轴、活塞安装 转轮叶片、下端盖、活塞杆、转轮盖的安装 叶片密封装置安装与油压试验 有操作架结构转轮的组装 先将活塞杆插入转轮体，用适当方法加以固定，然后与转轮体一起翻身并置于支架上，调好转轮体的水平。 将转臂吊装挂在安装位置上，找好中心。 装上连杆与叉头的组合体，装上连接体，再装操作架并与叉头连接。 装上下端盖 ，装上试验盖 。,转轮吊装 转轮组装完毕经油压试验合格之后，即可进行转轮的正式安装。 转轮吊入机坑后，需利用悬吊工具挂住转轮，并进行对转轮的高程、水平和中

23、心的调整工作 。转轮的高程、水平和中心经调整符合要求之后，应在每只叶片上再打入两只楔子板，使转轮中心定位。,三. 轴、操作油管和受油器安装,主轴安装 对于主轴与转轮盖分开的结构，则应先将主轴与转轮盖连接，然后再一起跟转轮体连接；或先将连轴螺栓按编号穿入转轮盖的螺孔内，下部用钢板封堵，待密封渗漏试验合格后，再将主轴与转轮盖连接。 操作油管安装 操作油管是控制转轮叶片开度的压力油管，由不同管径的无缝钢管套在一起组成 。为便于把操作油管插入主轴，一般是在主轴与转轮盖连接后，就将操作油管插入主轴内，同主轴一起吊入机坑安装 。,受油器安装 受油器一般安装在机组的最上端。在安装受油器之前，应检查上、中、下轴瓦的同轴度。安装时，受油器操作油管与上操作油管连接后，要进行盘车找正，并测量其摆度值。,