轴流转桨式水轮机转轮整体吊装的方法和特点.docx

轴流转桨式水轮机转轮整体吊装的方法和特点张延锋 1 ,罗 斌 2 ,张继成 1( 1. 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 ,西安710065;2. 葛洲坝集团机电建设有限公司 ,湖北宜昌443002 )摘 要 : 以黄河上游苏只水电站为例 ,详细介绍轴流转桨式水轮机转轮整体吊装的方法和特点 ,并论证其合理性和经济性 。关键词 :轴流转桨式水轮机 ;转轮 ;整体吊装 ;苏只水电站中图分类号 TV733. 8; TK730. 3文献标识码 : AM e thod an d cha ra c ter ist ic s of in tegra l l if t in g of a x ia l f low Ka p lan runn er sZHAN G Yan - feng1 , LUO B in2 , ZHAN G J i - cheng1( 1. No rthwe st H yd ro Con su lting Enginee rs, CH ECC, X ian 710065 , Ch ina;2. E lec trom echan ica l Con struc tion Comp any L td, CGGC, Yichang 443002 , Ch ina)A b stra c t: Tak ing the Suzh i H PP on the Ye llow R ive r a s an examp le, th is p ap e r de sc ribe s in de ta il the m e thod and cha rac te ristic s of in2tegra l lifting of axia l flow Kap lan runne rs and demon stra te s the ra tiona lity and econom y.Key W ord s: axia l flow Kap lan tu rb ine; runne r; in tegra l lifting;Suzh i H PP见表 1。0 概述表 1水轮机转轮体整体吊装的主要部件尺寸及重量序 号部 件 名 称外径 /mm 高 /mm重量 / t苏只水电站水轮机为立式轴流转桨式结构 ,转轮直径为 8. 4 m。转轮整体吊装采用专用吊具将 转轮 、支持盖 、水轮机大轴整体吊入机坑 ,起吊总重 量约 410 t。转轮本体组装在工地厂内安装间进行 ,主要包括 :转轮轮毂 、活塞杆 、活塞缸及活塞 、叶片传动机 构 、叶片及其密封装置 、泄水锥 、叶片操作油管路等 。 为了避免在桨叶上开孔 ,采用转轮 、主轴 、支持盖整 体吊装方式 ,即在转轮本体所有部件安装完成后 ,再 将水轮机支持盖及水轮机主轴整体吊装到转轮上 ,进行联轴工作 。联轴后 ,利用专用吊具将转轮整体 吊入机坑进行安装 。采用该方法不仅避免了在桨叶上开孔 ,还可以 减少机坑内的安装工作量 ,缩短机组整体安装的总 工期 。水轮机转轮体整体吊装的主要部件尺寸及重量123456合 计支持盖转轮体 水轮机主轴导流锥泄水锥 整体起吊工具 转轮带支持盖和主轴9020 22203600 24022370 75504420 31703118 28602480 17109020 1455083. 56210. 16567. 77510. 09213. 23510. 0954101 转轮体吊装的施工程序1. 1 准备工作机坑内底环 、顶盖 、导叶安装就位 ,对支持盖安 装面及转轮室清扫后 ,将机坑内安装平台吊出 。并要求完成尾水管内所有部件的安装工作 。( 1 ) 起吊前机械设备检查1 ) 转轮本体零部件的安装 、检验工作完成 ,并 符合规范和设计要求 : 转轮轮毂 、活塞杆 、活塞缸 及活塞 、叶片传动机构 、叶片及其密封装置 、泄水锥 、 叶片操作油管路安装完成 ; 活塞缸压力试验 、泄 水锥及转轮轮毂保压试验 、叶片动作试验完成 。2 ) 转轮体设备安装情况检查 : 支持盖组装 、支持盖与导流锥组装 、机坑预装等工作完成 ; 水收稿日期 : 2007 - 09 - 24作者简介 :张延锋 ( 1972 - ) ,男 ,陕西省宜君县人 ,高级工程师 ,从事水电站水力机械专业设计工作.46张延锋 ,罗斌 ,张继成 . 轴流转桨式水轮机转轮整体吊装的方法和特点轮机主轴清扫 、轴内操作油管安装完成 ; 水轮机大轴立轴 ,并在大轴工位固定 ; 支持盖整体套入 水轮机大轴 ; 主轴与转轮连轴工作完成 ; 转轮叶片至全关位置 ,并进行可靠加固 ; 转轮体内试 验油排出 。( 2 ) 厂房 1台 450 t /125 t /10 t - 25 m 电动双梁 单小车桥机检查 。( 3 ) 吊装的运输通道清理 。( 4 ) 吊装工具检查 。1. 2 转轮整体吊装及其前期主要工作流程转轮整体吊装及其前期主要工作程序见图 1 所 示 。吊套装于水轮机大轴外围 。导流锥与支持盖放置于地面上 (下面加垫方木与铜皮 ) , 用桥机协助 , 检查 固定牢靠后摘钩 ,如图 4 所示 。图 2 主轴竖立图 3 导流锥 、支持盖组装2. 3 水轮机主轴与转轮体连接首先在转轮体上安装 24颗连接螺栓及 12 个销 套 。将整体起吊吊具安装到主轴上方 ,打紧连接螺栓 ,检查 8 个导链受力均匀 。用导链调整整体水平 满足 0. 10 mm /m 要求后 ,吊装水轮机轴与转轮体连 接 。整个吊装过程中导链和水平线夹角大于 60 。 转轮体组装及压力试验结束后 ,清扫转轮体 ,用研磨 平台或刀尺检查连接法兰面是否存在高点及毛刺 , 用油石仔细清扫连接螺栓孔及安装螺栓 。同样对水轮机轴下法兰面清扫检查 。 用内径千分尺测量水轮机轴侧螺栓孔内径及测量环向键尺寸 ;检查转轮侧及主轴侧配合止口尺寸 。 用厂房桥机配合 ,吊装支持盖 、导流锥与水轮机图 1 工作流程图2 水轮机整体吊装的施工工艺要求2. 1 水轮机主轴竖立清扫水轮机主轴及安装基础板 ,对法兰面进行 研磨检查 ,除去高点和毛刺 。安装整体起吊吊具 ,打紧吊具拧紧螺栓 。然后用厂房桥机将水轮机轴吊装至安装基础板处 (此时水轮机主轴上法兰面距离安 装场地面 7 550 mm ) ,如图 2 所示 。拧紧水轮机轴 与基础板安装螺栓 (M 64 400 mm ) 。注 :在支撑盖套入大轴前要拆除大轴吊具 ,再在 支撑盖与大轴吊装前进行恢复 。2. 2 导流锥 、支持盖与水轮机主轴组装在安装间将上 、下导流锥组装成整体 ,然后与支 持盖组装 ,配钻销钉孔 。如图 3所示 ,整体吊入机坑内参加导水机构预装 ,配钻定位销钉孔 。在对导流锥与支持盖检查合格后用双钩平行抬图 4 导流锥与主轴套装西北水电 2008年 第 2期47轴整体 。在 大 轴 下 法 兰 面 距 离 转 轮 体 法 兰 面 800mm 高度时 ,连接转轮体轮毂供油管及大轴内下部 供油管 ,再次清扫连接法兰面并安装好密封盘根 ,检查确定方位一致后 ,将水轮机轴落于转轮体上 ,如图5 所示 。检查连轴组合面的配合间隙 ,要求满足规范要求 。 按照要求用液压拉伸器对称方向预紧 4颗螺栓(预紧力矩约为拉紧力矩的 1 /2 ) ,拉紧 24 颗连接螺 栓 ,并安装其锁锭装置 。落在支撑卡环上 ) 检查转动部分的中心 检查支撑盖及支撑卡环受力 摘钩 、拆除吊具 。图 6 支持盖 、导流锥与水轮机轴组装成整体图 7 水轮机转轮体整体吊装3 整体吊装的难度和特点该水轮机转轮吊装特点是 : 重量重 、体积大 、部 件多 、工序繁杂 、吊装困难 。在转轮起吊前及转轮起 吊过程中 ,支撑转轮的支墩及支撑板拆除后 ,泄水锥 部分安装螺栓需打紧 ,并且在泄水锥安装螺孔外围 需焊接围板 。对此 ,必须分别采取相应的措施 。针 对整个吊装过程中可能出现的其它问题 ,应研究具 体的紧急预案 , 布置 具 体的 防范 措 施 , 并在 主厂 房450 t /125 t /10 t - 25 m 桥机的主钩抱闸等关键位置 安排专人负责 。整体吊装时为了避免桥机负荷时间过长 ,实际 吊装过程中采取了以下几项主要措施来提高效率 ,尽量节约吊装时间 :( 1 ) 准备工作1 ) 将试配过的围板 (机组所有围板已和泄水锥图 5 导流锥 、主轴与转轮连接2. 4 支撑卡环安装主轴和转轮连接完毕后 ,桥机大钩受力保持不 变 , 8 个导链同时缓慢将支持盖和导流锥落下至安装位置 。然后 ,按照要求安装水轮机轴的支撑卡环 ,将支持盖 、导流锥与水轮机轴固定构成一个整体 ,如 图 6 所示 。2. 5 整体吊装其具体的拟订运输通道及吊装过程如下 :转轮工位 (靠吊装通道方向的 2 个支墩拆除 )至相应机组吊物孔 向上游至机组 X 轴线中心至机坑中心 (相应机组 X、Y 轴线中心 ) 落至机 组水轮机层 吊装就位 连接支撑盖与顶盖螺栓及销钉 缓慢落下转动部分 (使整个转动部分的重量48张延锋 ,罗斌 ,张继成 . 轴流转桨式水轮机转轮整体吊装的方法和特点装配 )分段割开 ,每个支墩上的围板分 3 段 ,提前将支墩两侧 2块围板焊上 ;2) 为防止转轮在施工过程中发生倾斜 ,桥机主 钩处于受力状态 (桥机电子秤显示 50 t左右 )时 ,将转轮本体 5个支墩和基础板间焊缝提前用碳弧气刨刨开 ,并将基础板和支墩间的螺栓取掉 ;3 ) 准备割枪 1套 ,并备氧气和乙炔各 1瓶 ;4 ) 5 台电焊机及相应的焊条等准备到位 ;5) 试配过的围板 、拆卸支墩螺栓的大锤 、扳手 、 角磨机以及站人的临时工作平台 ( 5套活动平台 )准备到位 ;6 ) 将配合移动支墩的 16 t吊车就位 ,并安排其 移开支墩后的位置 ,避开转轮吊装路线 ;7) 拆除运输通道上的围栏和隔断屏风 ,移开运输通道上临时放置的设备 ;8 ) 人员分工及临时工作等 。( 2 ) 起升桥机主钩 ,让主钩承受转轮全部重量 (桥机电子秤显示 410 t左右 ) 。此时 ,搭设临时工 作平台 ,松开转轮体支墩和垫板之间所有把合螺栓 。确认所有固定部件已和转轮体分开后 ,起升桥机主 钩 60 mm 左右 ,使支墩垫板和支墩脱开 , 在其间垫 上木方 ,然后松开垫板和转轮体连接螺栓 。( 3 ) 螺栓松开后 ,将支墩 (靠吊装通道方向的 2个支墩 ) 用 16 t吊车配合移开 , 支墩移开后将 16 t吊车移至转轮吊装通道以外 。同时 ,另 3 个位置的 螺栓松开后 ,将支墩上的钢板移开 ,并重新用螺栓将 泄水锥和转轮体把合紧 。( 4 ) 在泄水锥和转轮体螺栓把合完后 ,分 5 个 工作面同时施工 ,由 5 名焊工同时焊接泄水锥外侧围板 ,在尽可能少的时间内将围板焊接完成 。( 5 ) 围板焊接完成后 ,将焊缝打磨干净 ,刷漆 。桥机主钩起升 150 mm 左右 ,然后落下 ,反复起升 3次 ,检查起升过程中桥机抱闸情况 。当转轮本体反复 起升 3次并确认桥机各部分无问题后将桥机升起至行走所需高程 ,开始顺厂房方向向相应的机坑移动 。( 6 ) 转轮落至安装位置后 ,安装支持盖与顶盖 配合销钉 ,打紧支持盖安装螺栓 。检查叶片与转轮 室配合间隙 ,并进行适当调整 ,中心满足要求后 ,将 转动部分 (转轮体和水轮机主轴 ) 的重量缓慢落于支撑卡环上 ,并检查支撑卡环的受力情况 ,在一切正 常的情况下 ,拆掉整体起吊吊具 。4 结论该转轮吊装方案经所有参加班组和部门成员参与具体讨论 ,并汇集了建设 、设计 、监理 、施工 、厂家 各方意见和建议 。苏只水电站 1 , 2 , 3号转轮吊装过 程中 ,由于 1 号机组水轮机转轮整体吊装准备不充 分 ,同时主厂房桥机主钩抱闸出现了问题用时 14 h。 经过方案优化 , 2 号机组水轮机转轮吊装在对 1 号 机吊装措施进行调整后 ,仅用时 3 h 20 m in。 3 号机 组水轮机转轮吊装时只用了 3 h。吊装过程中十分 顺利 ,均未出现任何隐患和吊装意外情况 。参建各方均对该方案的实施表示满意 。整个吊 装方案的改进 、实施受到各界同仁的一致好评 。苏只水电站转轮体整体吊装的成功对水电建设具有重 大的经济价值 ,同时对类似的低水头轴流转桨式机 组的安装有很好的推广意义 。参考文献 : 1 GB / T 8564 - 2003 ,水轮发电机组安装技术规范 S .(上接第 44页 )在此工艺中大量使用密封条 ,效益愈加明显 。 在搬运和转移胶合板时 ,要特别防止野蛮施 工 ,不得破坏边缘 。在雨天和有水的地方存放和浇筑时 ,要切实做好胶合板防雨工作 ,防止被水泡疏 、报废 ,减少周转次数 。 对使用过的胶合板板面处理时 ,可用灰刀刮 除残余混凝土料即可 ,不得使用钢模板所用的角磨机 、钢刷等 。 旧模板拆除废弃时 ,由于旧圆钉较多 , 须将 圆钉彻底剔除或砸弯拆下 ,防止对人和其它物体造 成破坏 。 浇筑速度在 25 cm / h左右 ,拆模时间为浇筑后 36 h。 对于稍微变