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1、浅谈小型卧轴混流式水轮发电机安装要点 摘要：无论是大型的水轮发电机，还是中小型的水轮发电机，其使用过程中的安全性、稳定性，除了跟产品的出厂质量、运行管理的合理性有关之外，还跟其在投入运行之前的安装质量有关，一个好的产品，如果没有较高的安装精度，再好的水轮发电机也无法在实际运行中达到设计的使用标准。本文就简单的谈谈在小型卧轴混流式水轮发电机的安装过程中，需要把握的一些小技巧，或者说是安装的要点。 关键词：卧轴混流式水轮机 穿孔转子 蜗壳安装 轴线调整 中图分类号： TK737 文献标识码： A 文章编号： 卧式水轮发电机通常用于中小型的发电站，其轴线成水平线，通常情况下，水轮机装在轴线的一端，而
2、发电机则装在轴线的另一端。水轮机与发电机的主轴直接连成一体，而且共同旋转。而且根据飞轮的位置、轴承座的个数以及布置的不同，卧式水轮机可以分为两支点机组、三支点机组以及四支点机组。下面就根据卧式水轮机的特点，具体的谈谈在安装的过程中，一些方面的安装要点。 一、蜗壳的安装以及垂直度的调整控制 在进行蜗壳的安装之前，应该弄清楚蜗壳的基本特点。金属蜗壳是与座环连成整体的，并且带有底座和地脚螺栓，它是作为卧式水轮发电机安装的一个基准件，非常重要。除此之外，蜗壳的进水口通过直角弯管与压力钢管的水平段相连接。在蜗壳的安装过程中，蜗壳通常情况下都是与座环浇铸或者焊成一个整体，而且蜗壳是与导水机构组装成整体到货
3、的，将这些部件加以分解清扫，然后组装成整体后进行安装，这样使部件的安装更为方便。在安装蜗壳的过程中应当注意的是，其中心位置的准确度是非常重要的，所以必须事先准备好标高中心架。然后将水轮机蜗壳、进水弯管组合安装后一次吊入并临时固定。然后安装标高中心架，中心架两端钢琴线的高差应0.02mm。在进行蜗壳的安装调试过程中，一定要注意其中心位置的调整与控制，要注意蜗壳中心轴线的平面位置误差要不大于5mm，轴线的高程误差在08mm以内，同时轴线的水平度误差要控制在0.061mm以内。最后也是最重要的是蜗壳的垂直度的调整。蜗壳的垂直度应达到0.02mm/m。蜗壳的垂直度会直接影响到机组轴线的水平情况，以及转
4、轮与固定止漏环的同心性，在控制、调整蜗壳垂直度的时候，通常可以采用方形水平仪法和耳机听声法。方形水平仪法具体的做法比较简单，就是直接用方形水平仪靠在蜗壳的加工面上进行测量，其测量精度为0.02mm/m；而耳机听声法，是在靠近加工面的竖直两点处，悬吊一根钢琴线（Ø0.3mm），钢琴线的底端悬吊一约10kg的重锤，重锤浸入粘度较大的齿轮油中。然后利用耳机听声法用内径千分尺测量两点之间的距离，其测量精度为0.01mm/m。精度较高，比较常用。同时，考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，所以一般在蜗壳向顶盖方向倾斜0.050.1mm/m。对于蜗壳的左右偏斜精度上，只要用水平尺进行相关的测量即可
5、，这个要求并不是很高。当上述各参数都调整好后，架设百分表监视，然后充分锚固，最后浇筑混凝土。以进水弯管法兰面为基准安装压力钢管水平段、进水阀、伸缩节等，这部分的安装要求不高，符合图纸要求即可。 二、转子安全穿入定子 由于卧式水轮机的结构特点，就决定了发电机的转子是水平进入到定子中的，所以其吊装过程也叫做“穿孔转子”。当整体定子铁芯内孔凹入基础架上平面时，或者水轮机是双水轮机时，应该采取转子穿定子的方式安装水轮机。在此过程中，如果不控制好转子吊装进入定子的过程，那么很有可能定子的内部结构造成破坏，从而影响整个水轮机的运行工况。在吊装转子之前，首先要做的是，用方木将定子的底板垫高，并且拆除励磁机端
6、的轴承座；这步骤完成后，再将转子水平吊起，在整体吊起的过程中，都要保持转子的受力均匀，以免发生倾斜，使转子的轴水平穿入定。当转子的法兰穿过定子以后，一定要在转子两端的轴头垫上方木；然后解开吊绳，接着吊起转子的两端轴头，使之穿入定子的内孔，完成之后，将之前被拆去的轴承座吊入安装好，安装到这一步，穿孔转子的过程就基本完成了，不过还需最后的定子与转子的同时吊装；在定子上悬挂链式葫芦，紧接着将转子与定子同时吊起。一定要注意的是，必须保证定子与转子的同时起吊，这样才能保证定子与转子的起吊安装时同步进行的。而且在同时起吊的过程中，定子和转子不能够相互受力发生摩擦，以免相互破坏各自的结构，可以采取在空气缝隙
7、中塞入木板条或者厚纸板进行相互隔离，从而起到保护转子和定子的作用。起吊后，拆除方木，使定子落在基础架子上，同时使转子落在轴承座上。整个转子穿入定子的过程就全部完成了，当然，在此过程中，也可以在安装的过程中，在转子穿入定子之后，用同一吊钩，通过链式葫芦吊起定子，用钢丝绳吊起转子，控制好两者的同心，然后一起吊入基础架安装。当然，在这个过程中仍然需要避免定子、转子的相互摩擦碰撞的情况。在转子穿入定子的过程中，桥机最好用人力移动，这样速度慢，平稳，最为安全。 在整体式的定子安装过程中，如果转子的一端无法伸出定子之外，那么就无法判断转子是否已经安装到位，这个时候可以利用一根假轴将转子接长，然后按照上述方
8、法继续进行安装。安装好之后，以转子为基准，调整定子轴向中心以及空气间隙。 三.、发电机轴线的水平调整与控制 卧式机组轴线的调整是通过盘车的测量来进行调整的，同时，应该清楚的是卧式机组的轴线转动部分是由导轴承支撑的，所以其轴线由导轴承的位置来具体决定。在上述内容中，已经对卧式水轮机的种类做了简单的说明，卧式水轮机主要是有两支点机组、三支点机组以及四支点机组，其轴承座个数和主轴的连接方式不同，就造成了其盘车的方法有所不同。同时，即使是同一结构的卧式机组，也可能会有不同的盘车方法，下面就主要介绍常用的几种。 四支点机组的轴线调整。四支点机组中水轮机和发电机各有两个轴承座，两跟主轴都能单独支撑，所以就
9、可以对其分别进行调整其轴线。发电机的轴线应该与水轮机的轴线对正，如果存在着偏差，可以将其分为两个方面，那就是法兰轴心的偏心，以及轴线的倾斜。如果让水轮机主轴与发电机主轴一起转动，两个法兰的外圆面发生相对跳动，那么就可以判定发电机轴存在偏心；如果在检查两法兰之间的端面间隙，发现四周端面间隙不相等，则表明发电机轴存在着倾斜问题。然后针对不同的问题，通过百分表测量偏心量，用塞尺检查端面间隙测量轴线倾斜量，测量计算出偏差量后再根据具体的情况作出调整。 三支点机组的轴线调整。对于三支点的机组，其发电机的轴线问题需要对其连轴成直线进行检查，具体做法为用轴承座支撑发电机转子，吊装飞轮和水轮机主轴连接成整体，
10、然后在连轴法兰上每90角划分一个测点，沿着相同的方向设置3只百分表，分别检查发电机法兰、水轮机法兰以及转体所在轴颈的径向跳动量，最后顺着机组转动方向推转发电机转子，每90记录测点的读数。以上3只表的读数分别反映水轮机法兰是否对发电机法兰有偏心、发电机轴线是否有倾斜、水轮机轴线是否有倾斜，然后根据计算的倾斜量结合具体情况，进行调整。 两支点机组的轴线调整。两支点机组的轴线调整相对来说比较简单，这种机组形式一般是针对容量很小的机组使用的，其轴线的检查、调整与四支点的机组的检查、调整方法是一致的，这里就不多说了。 所以说，只要在安装过程中注意一些实用的、常用的安装要点，并且在实际的安装过程中结合理论
11、进行分析，然后采取合理有效的安装方法，就能很好的完成小型卧轴混流式水轮发电机的安装。 参考文献 1 林祖建，张祥彬，陈国栋，等. 混流式水轮发电机组轴系动力特性分析J. 电力与电工. 2011(3): 18-22. 2 刁丽英. 大型混流式水轮机座环固定导叶换装制造工艺J. 黑龙江科技信息. 2011(18): 15. 3 王钢. 混流式水轮发电机组关键技术的新发展J. 科技创新与应用. 2012(18): 57. 4 陈胜豪. 凤凰水电厂立式混流水轮发电机组励磁系统的组成及功能分析J. 企业技术开发. 2012(11): 93-94. 5 朱毅，赖喜德，张惟斌. 混流式水轮发电机组横向振动动力响应分析J. 中国农村水利水电. 2011(12): 151-155. 6 李军. 大型混流式水轮机座环现场加工方法探讨J. 水力发电. 2008(11): 70-71. 7 李军. 大型混流式水轮机座环现场组焊与安装技术综述J. 水电站机电技术. 2010(4): 28-31.
