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1、1,特大型灯泡贯流式 水轮发电机组安装技术,广东省源天工程公司 广东省建筑工程集团 谢颖 章海兵 金世国 陈春光 杨理明,2,1.前言(项目背景、意义及依据),1)背景：水力发电中低水头大流量的灯泡贯流式水轮发电机组因其高效率得到广泛的应用。国内在此方面的设备制造技术也不断发展，目前国内制造的灯泡贯流式水轮发电机组转轮直径已达到7500mm，相应对灯泡贯流式水轮发电机组的安装技术、质量亦提出了新的要求。2）意义：保证设备安装质量和施工速度。我公司在使用本技术进行的施工中其施工进度、质量一直保持国内领先水平。3）研究思路：根据广东省飞来峡水利枢纽工程、广西长洲岛水利枢纽工程、湖南晨溪清水塘水电站
2、灯泡贯流式水轮发电机组的安装实践和经验编制。,3,2.主要技术特点,2.2导水机构整体组装后采用滑绳吊装技术吊装就位，不仅缩短了工期，安装质量也大大提高。,2.1采用自行研制设计的管形座安装设备，不仅保证了安装质量，同时将水电 站整个工程的完工时间提前23个月。,2.3轴线的二次调整方法充分考虑了机组运行时的实际工况，采用本技术调整轴线的 机组，运行时机组各部的震动和温度较好地满足了设计和规范要求,4,2.5转子现场组装采用热插键技术，解决了磁轭应力不均匀的问题。,2.7发电机的密封施工及要求，充分考虑灯泡贯流式水轮发电机浸在水下的 特点。,2.6定子防变形吊装及空气间隙调整较好解决了定子吊装
3、变形的问题,2.8水轮机伸缩节和主轴密封安装技术改变了这两处经常漏水的难题,2.4转轮体在安装间组装成整体采用空中翻身吊装技术既保证叶片安装质量 又提高了工效。,5,3.适用范围,本技术适用于双悬臂式大型灯泡贯流式水轮发电机组的安装。,6,5.1灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺流程,7,5.2关键技术要点,1在管形座两侧墙铺设轨道。2在轨道上安装简易行车，简易行车可上下游方向移动。3在简易行车上安装两台起吊用卷扬机，两台行走卷扬机，并接上电源，装好滑车和钢丝绳。,采用自行设计的吊装工具在门机或桥机不具备的情况下进行管形座的安 装,8,4.管形座的吊装顺序,将管形座各部件利用其他吊机吊入上游流道然
4、后采用简易行车按如下序吊装,9,5.管形座内环及上、下支柱安装,6.管形座外环及加固,10,采用滑绳吊装技术进行导水机构整体吊装就位,1 导水机构由活动导叶，内导环，外导环，导叶臂，连杆，压环，套筒，传动机构，控制环等部件组成。装配前，各部件均应清扫、检测。在安装间组装成整体，调整好端面间隙和立面间隙后再吊入机坑安装,11,2.导水机构翻身支撑,3.导水机构吊入机坑,12,4.安装调整 1）在管形座上焊接好导水机构安装调整块，2）清扫下游法兰面及螺孔并装好密封条；3）两侧均匀往管形座法兰靠,直至螺栓能够把合，检查密封条没有脱槽后，拧上螺栓使组合面贴紧；4）按十字线标记找正内壳体和内导环中心及位
5、置，调整内导环和内壳体同心度 5）用内径千分尺测量导叶两端内导环和外导环球面之间的距离，使内导环、外导环同心后，打紧外导环和管型座外壳体联接螺栓；6）调整导叶端面间隙和立面间隙。,13,1.吊装过程t1(38t)、t2(100t)为水平吊装时的钢丝绳夹角与受力，t3(60t)为主轴吊入机坑后主轴前支点到轨道上后，中间吊点解除后法兰处钢丝绳的受力，在法兰处采用直接挂钢丝绳，在中间采用挂手拉葫芦串绳吊装，人可以站在管型座内松手拉葫芦达到吊装目的；当主轴下游端支撑在轨道上后,采用2个10 t手拉葫芦将主轴向下游拉住后松t2上的葫芦,解除中间吊点将主轴拉入就位。,主轴空中松绳吊装及轴线的二次调整技术,
6、14,2.轴线第一次调整,以水导轴承为基准点进行轴线调整，直接将主轴下游侧水导轴承和内配水环的联接螺栓打紧，调整主轴上游侧组合轴承支撑环，使主轴水平并满足主轴上游法兰面与管形座上游法兰面平行(用钢琴线耳机法测量),主轴吊装图,15,3.轴线第二次调整,1)调整原因及目的主轴由发电机导轴承(B1)和水轮机导轴承(B2)支撑。由于发电机转子的重量(W1)和水轮机转轮的重量(W2)导至其发生弯曲,为此,必须根据主轴的倾斜角把导轴承座安装到轴承支架上,使得发电机导轴承和主轴的接触面以及正反向推力轴承和镜板的接触面均匀接触如图6.7-1。,2)调整思路当根据主轴倾斜角安装导轴座时,由于轴承支架和导轴承之
7、间上下尺寸不同(L1和L2如图6.7-1所示),所以在它们之间插入调整垫片以调整导轴承座的角度。,16,3)调整后的检查:对其中沿轴承支架插调整垫片处的上下、左右均布的8个中心对称点进行校核测量L2。在以前各测点测量尺寸精确及计算加调整垫片厚度适当的情况下,8个校核测点的测量值应该接近于相等。测量的最大值与最小值的差在0.02mm以内即为正常。,17,轴线二次调整工具2个200吨油压千斤顶,机组运行时的振动,18,1外形尺寸转轮叶片直径：7500mm，4个叶片；高度：2700mm；重量：100t（其中泄水锥1.1t未安装）发兰面处轮毂直径为2422mm法兰面吊装工具高度2200mm,转轮空中翻
8、身吊装技术,19,2.垂直吊装,T1采用2个30吨的手拉葫芦（加绳后长度范围67.5m）,T2采用56钢丝绳四股起吊.T2=40.4tT1=60t,20,3.空中翻身 吊起至法兰面离地0.7米后松手拉葫芦至T1=0,T2=100吨将手拉葫芦转至法兰面专用吊具上。水平后:T1=59吨 T2=54吨 将转轮体水平放在临时支撑上,拆除专用工具,换绳吊装。,21,1）安装转轮专用吊具；2）清洗、检查组合面和止口；3）安装密封条；4）搭设组合用的平台；5）准备主轴旋转的工具；,4.转轮体安装,6）转轮体翻身并吊入机坑；7）连接操作油管；8）联轴；9）螺栓拉伸到设计值。,22,1.转子叠片(1)磁轭冲片清
9、洗(2）中心体组装(3）中心体摆放调平 在支撑台下摆放16对斜铁将支撑台调平；将中心体放在支撑台上并调整中心体水平，使其水平度不大于0.03mm/m。,转子现场叠片及热插键技术,（4）装夹具；（5）装T型键及打入键；（6）调整千斤顶高度使其与中心体搭肩及夹具管口高度一致；（7）叠磁轭第一层（从+Y开始右转）。（8）当叠片高度达100mm，用木榔头敲打进行整形；检查夹具螺栓是否松动,测量叠片的水平度，调整千斤顶，使径向水平度控制在0.5mm以内，周向控制在1.5mm以内；,23,（9）测量中心体立筋与冲片的间隙并做记录并确定需控制的间隙；（10）当冲片叠高到50高度时暂停叠片，进行第一次预压。(
10、11)调整磁轭高度(第一次)(12)叠磁轭片(第二次)(13)磁轭预压(第二次)(14)调整磁轭高度(第二次)(15)铰孔及最终压紧,螺栓拉伸量测量,24,2.热插键技术(1)调整T型键、平形键垫片测量T形键槽的实际深度值S，每个键的高度值H，热膨胀量L=1.15mm，确定每个T形键调整垫片的高度:H1=S-H+L(2)磁轭加热插入T型键加热所需总容量:Q=1.53.0KW/t转子铁心装配重量，当磁轭温升达到60K时，用测量工具测量键槽高度，确认膨胀量足够，将T型键靠自重插入各自的键槽,全部插完后断开加热器等待冷却。,磁轭加热,25,.转子吊装技术,（1）、吊装工具安装吊装工具安装在转子中心体
11、的圆周+Y方向，把翻身工具安装到转子-Y方向。（2）、转子翻身和吊装,转子吊装图,转子翻身,26,.定子防变形吊装技术,将加固支撑安装在定子上游侧，采用平衡梁翻身吊装,定子加固吊装,定子吊入机坑,27,2.试验压力为0.5MPa,历时10min，并用肥皂水来检查圆周方向有无泄漏情况；泄漏一旦被发现，必须更换盘根，并重新做试验；偏心销的锁定部分被焊在管形座的内壳体上。,1.采用在上下游侧法兰密封槽做泄漏试验检查密封性，试验线路如图：,2.8发电机的密封施工技术,28,2.主轴密封:通过调节螺栓使压板和密封环加工面间距离控制在设计要求范围内。,1.调整伸缩节与转轮室圆周间隙将-Y方向间隙控制在00
12、.05mm内,X方向间隙相等,打破了传统将间隙均匀调整的方法。,2.9 水轮机伸缩节和主轴密封安装技术,29,6.关键技术创新点,关键技术创新点:1转轮直径在7000mm以上的特大型灯泡贯流式水轮发电机组安装，采用自行设计管型座安装工具进行提前安装，导水机构组装成整体滑绳吊装，转轮组装成整体空中翻身吊装就位。2调整轴线采用二次调整法。3转子现场叠片及热插键技术。以上安装技术在特大型灯泡贯流式水轮发电机组安装中属于国内首创技术,2008年11月 4日，广东省建设厅在广州市组织召开了由广东省源天工程公司、广东省建筑工程集团有限公司完成的特大型灯泡贯流式水轮发电机组安装技术项目科技成果鉴定会，鉴定委
13、员会一致认为该成果有创新性，达到了国内领先水平，有很好的推广应用前景，同意通过鉴定,30,7.技术成果的先进性,1.管形座在国内外都是等厂房坝顶门机或厂房桥机来安装，本技术是在厂房桥机或坝顶门机不具备吊装条件的情况下采用自行研制设计的管形座安装设备进行安装，将水电站整个工程的完工时间提前23个月，也有利于土建浇筑二期混凝土，在国内属于首创。2.导水机构由于尺寸大，国内采用分半吊装，在机坑调整端面间隙和立面间隙，经常导致间隙不符合规范要求，而打磨内外配水环，浪费大量工时和材料，本技术在安装间组装成整体，调整好端面间隙和立面间隙后加固成整体后采用滑绳吊装技术避免了上述问题；3.转轮体对于大型机组国
14、内外是将叶片吊入机坑安装，每装一个叶片需转动一次，且叶片密封无法做油压试验，本技术采用整体空中翻身技术，主要是解决新型、特大型灯泡贯流式机组尺寸大无法按照常规吊装技术来进行吊装的问题，在国内属于首创。,31,4.轴线二次调整方法，是国内为了解决灯泡贯流式机组长期以来机组振动、推力瓦磨损严重的技术难题，成功地通过多台机组安装和试验，效果良好。5.转子现场叠片国外普遍采用支架焊接结构技术，无法解决应力不均匀的问题，国内多个安装灯泡贯流式机组的水电站，由于此问题引发设备事故，本技术采用热插键技术解决了磁轭应力不均匀的问题，在国内属于新技术。6.发电机密封及水轮机主轴密封安装技术解决了安装灯泡贯流式水
15、轮发电机组的电站长期漏水的难题，在国内在属于领先技术。,32,9.工程应用效果,1）广东省飞来峡水利枢纽工程安装四台35MW转轮直径为7200mm的灯泡贯流式水轮发电机组，分别于1999年6月、7月、8月、9月相继投产发电，创造了一年四台大型灯泡贯流式水轮发电机组发电的记录。2）广西长洲岛水利枢纽工程安装15台45 MW、转轮直径为7500mm的灯泡贯流式水轮发电机组，使用本技术施工的3#、5#、8#机分别于2007年12月、2008年7月、10月投产发电，使用效果良好，得到用户肯定。3）湖南晨溪清水塘电站安装4台32 MW、转轮直径为7500mm的灯泡贯流式水轮发电机组，1#机于2008年9月投产发电，使用效果良好，机组运行稳定，震动小，得到用户和设备制造厂家的好评。,33,谢谢！,广东省源天工程公司 金世国2009年2月,
