宝泉抽水蓄能电站水泵水轮机安装施工技术
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摘要：文章整体介绍了宝泉抽水蓄能水电站水泵水轮机除埋件外的安装工艺及质量控制，对于施工步骤作了详细的讲解，关键工序提出了合理、可行的控制措施。
关键词：水泵水轮机 安装 施工技术
宝泉抽水蓄能电站安装四台单机容量为300MW立轴单级混流可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量1200MW。水泵水轮机由埋入部分（尾水管、蜗壳/座环、底环、机坑里衬等）、转轮、顶盖、主轴、导叶及连臂、水导轴承、主轴密封及检修密封、接力器、环形吊车等组成。
1 水泵水轮机设备主要特性
①型式：立轴单级混流可逆式水泵水轮机；②转轮高压侧直径：约/ 3860mm，低压侧直径：约/ 2008.6mm；③水轮机额定出力：306MW；④额定转速：n=500r/min；⑤水轮机额定工况流量：Q=68.8m3/s；⑥水泵工况最小扬程―最大扬程时，运行流量55.2m3/s―43.2m3/s；⑦导叶中心安装高程：150.00m；⑧蜗壳型式：金属蜗壳；⑨尾水管型式：立式弯肘型；⑩旋转方向：俯视水泵工况顺时针，水轮机工况逆时针；■水泵水轮机单重：约510t。
2 水泵水轮机安装
本水泵水轮机安装施工方案主要包括底环、转轮、导叶、顶盖及水轮机和中间轴安装；密封装置、水导轴承等附属设备正式安装，应在盘车轴线检查调整后进行；其中顶盖、底环等部件通过水轮机专用运输轨道，利用运送车拖运到机坑内，再用桥机吊起安装。
2.1 结构特点 ①顶盖为整体结构型式，与座环之间用螺栓把合；②底环为整体结构，就位后四周用砼填实；③活动导叶每台机设计有20个，并配有20个单导叶接力器，导叶与操作机构之间用拐臂连接，有限位块限位，导叶由镍铬不锈钢铸造而成；导叶轴承采用自材料，不需要另设系统；④水泵水轮机的转轮为不锈钢焊接整体结构(叶片数为9个)，水泵水轮机主轴、中间轴均采用法兰螺栓连接。
2.2 底环二期混凝土完成后，机组主要控制数据的复测检查 ①机组中心的测量：在发电机机坑上口放置测量横梁，以座环为基础，用钢琴线-耳机测量法测定机组中心线，检查座环上内镗口（上口约/ 5008+0.54/-0mm）与底环迷宫环立面（约/ 3908+0.3/-0mm）、尾水肘管、机坑里衬中心同心度和圆度情况，发现存在超差部分应进行处理。②机组水平度的测量：用光学水准仪（精确度为0.1mm）及框式水准仪（精确度为0.02mm/m）测量座环上环、底环平面的水平、径向差（要求：0～0.3mm）及水平波浪度。如有不符合技术规范要求，可用特制加工器具修磨或根据测量点用角向磨光机修磨，直到满足要求为止。③导叶端面总间隙的检查：用水准仪测量座环上法兰面（上平面高程要求：150.360m±1mm）与底环抗磨板面（上平面高程要求：149.831m）的高程差及顶盖座环组合面与顶盖抗磨板间高程差，计算出底环抗磨板与顶盖抗磨板间距离，同时根据到货活动导叶上下端面高度差，确定是否需要对导叶进行处理及需要加工的量，必须满足导叶端面总间隙0.6mm≥σ≥0.5mm。
2.3 转轮吊装、调整 转轮叶片数有9个，重约26t为不锈钢焊接整体结构，与水轮机下端轴通过螺栓及定位销钉连接，采用销钉传动方式。
2.4 导叶吊装 ①清扫底环上导叶下轴孔，安装U型橡胶密封圈；清洗、检查导叶。②安装调试好环形吊车。③按导叶编号将导叶吊入底环轴套孔内找正垂直度，检查导叶下端面与底环抗磨板面间无间隙，导叶活动正常，就位找正并使其处于关闭状态。
2.5 顶盖吊装、调整 ①顶盖清洗、检查，同时安装上止漏环。②在机组(X―Y坐标)四个方向导叶上安装顶盖定位专用工具。③将顶盖通过高程152.6m水轮机层运输通道拖运至机坑上方，对顶盖与座环的把合面进行清洗除毛刺，用刀尺检查合格后进行密封条的安装。④根据厂家标注的方位，找准＋Y方向用桥机吊装顶盖，通过顶盖定位专用工具落至座环组合法兰面上，通过顶盖上迷宫环检查孔，测定并调整顶盖中心，确保顶盖上迷宫环与转轮迷宫环间隙为1.6±0.1mm，对称两点偏差小于0.20mm，确认转轮迷宫和顶盖之间对中准确；测量顶盖上导叶上、中套筒孔与底环上导叶轴的同心度，同心度偏差0.05mm以内。⑤顶盖调整符合要求后，均匀对称的拧紧1/2或2/3的座环与顶盖螺栓，进行顶盖与坐环法兰面间的密封试验，并检查结合面配合情况；同时检查顶盖抗磨板与底环抗磨板间距离，应在3380/+0.10mm范围内。⑥把紧与顶盖的所有组合螺栓，螺栓伸长值应满足：1.05mm+10%要求，检查顶盖与导叶的之间的总间隙应在0.5 0/+0.10mm范围内。⑦安装合格后，顶盖与座环分别钻绞8个约/ 45定位销孔并用自动铰刀铰孔至约/ 50H7销孔，配入相应的定位销钉。
2.6 导叶套筒、拐臂的安装及立、端面间隙调整 ①吊装导叶套筒，测量导叶上轴颈与套筒轴瓦间的间隙值，调整并检查导叶端面上下间隙，要求导叶端面间隙两侧一致，不允许有倾斜现象。②安装拐臂，用链条葫芦转动拐臂检查导叶转动的灵活情况。③通过拐臂上导叶端面间隙调节螺栓，架百分表监测，对导叶上下端面间隙（上0.30/+0.03mm）（下0.20/+0.03mm）进行调整，之后将锥形销就位，按照扭矩2800±280mN的要求紧固导叶端面间隙调节螺栓。④通过手拉葫芦拉紧捆绑导叶钢丝绳，用塞尺检查导叶上、中、下局部立面间隙，同时对个别导叶进行调整，直至立面间隙至0/+0.10mm范围内为止，然后拉紧并锁死手拉葫芦。⑤安装导叶套筒上固定拐臂的压环，保证分瓣件处于正确受力位置，调整压环下垫片厚度，使之与拐臂下法兰间隙在+0.10～+0.15mm内。
2.7 导叶接力器安装 ①安装厂家供货的假接力器，按照设计要求进行调整，计算出每一个接力器与基础法兰连接垫板加工尺寸T1/T2，根据测量所得尺寸进行加工。②导叶接力器在正式就位安装前，根据厂家提供的相关参数对接力器进行清洗检查，并进行严密性试验，测量检查活塞行程。③将接力器处于关闭状态，安装在基础底板上，并用1000±100mN扭矩拧紧；连接连杆并按照设计要求调整水平度；安装连接轴并测量上、下轴承间隙及轴承与连杆上、下筋板间隙接值符合设计要求。④接力器动作试验不得出现有卡阻现象，测量20个接力器行接力器安装后的行程与开度关系。所有接力器开至最大开度应一样，否则应重新调整。完毕后焊接导叶全开、全关限位块，使挡块与导叶之间距离至少留有5mm。⑤对导叶接力器注入2.5mfa压力油,检查立面间隙，符合要求后，根据厂家提供的参数加工接力器本体全关位置调整垫块，从而满足接力器全关压紧行程。
2.8 水轮机大轴安装 ①由于主轴密封支架直径￠1542mm小于水轮机轴上法兰直径￠1570mm，因此，为了方便施工在水轮机大轴吊装前将主轴密封配件吊装到位。②用专用工具吊装主轴，利用两个3t手拉葫芦将主轴调整水平在0.03mm/m左右，水轮机轴按在车间标示的记号R-R的点对中，将水轮机轴放置在转轮约3mm位置上；安装定位销钉，并将联接螺栓安装到位后，将主轴落至转轮法兰面，同时用0.02mm塞尺检查转轮与水轮机轴之间的间隙。③用厂家提供的转轮主轴螺杆拉伸专用工具(9个电加热器棒，1个螺栓伸长测量工具)，将联接螺栓按厂家图纸要求分三组对称加热联接螺栓，，螺栓伸长值0.41±0.02mm，伸长量符合厂家设计要求。检查水轮机轴法兰盘的水平度0.02mm/m，并测量法兰高度，合格后锁定螺母。④用同样方法吊装水泵水轮机中间轴，连轴螺栓采用液压拉伸进行紧固，螺栓伸长值0.54±0.02mm。⑤根据止漏环间隙复查转轮中心位置，检查中间轴法兰盘的水平度0.02mm/m，法兰的高程及大轴垂直度要符合规范要求。
2.9 主轴密封安装、调整 主轴密封由抗磨环、导向支座环、密封环、密封导向架及密封支座组成。主轴密位于水导轴承下方，由于检修困难，安装时应严格按厂家要求进行，并全部安装后进行试验合格后方能进行水导轴承安装。
2.10 水导轴承安装 水导轴承由油盆、导瓦支架、导瓦及间隙调整装置组成。轴瓦安装应在机组轴线及推力瓦受力调整合格、水泵水轮机止漏环间隙及发电电动机空气间隙调整符合要求的条件下进行。轴承油箱、轴承座就位安装，以轴颈为基准找正，不同轴度符合要求后，对称紧固螺栓，紧度均匀一致，法兰结合严密，然后按图纸要求钻铰定位锥销孔。
3 结束语
宝泉电站1#、2#机组水泵水轮机的安装调整工作，均在本方案的指导下进行，大大提高了施工效率，同时，安装质量和工艺控制受到验收专家及ALSTOM现场督导的一致好评，也对施工方案的可行性给与了极高的评价，可供本专业人员参考。