水力机组安装与检修

立式混流式水轮机的安装 发电机 发电机层地面 调速器 调速轴 压力管道 水轮机层地面 水轮机 蜗壳 尾水管 立轴混流式水轮发电机组的安装程序埋设部件安装导水机构预装转动部分组合检查水轮机正式安装转动部分吊入找正导水机构正式安装发电机定子安装转子的组合检查下机架安装转子吊入找正上机架及推力轴承安装联轴 盘车导轴承安装附属部件安装试验调整试运行 埋设部件的安装 一 混流式水轮机的埋设部件尾水管里衬 直锥段或弯肘段基础环座环蜗壳机坑里衬二 埋设件安装的特点1 安装与浇混凝土交叉作业 2 各埋设件都是大尺寸的薄壁构件 容易变形 变位 3 安装质量有严格的要求 尤其是基准件的安装 三 尾水管里衬的安装 以直锥管安装为例 1 准备工作 准备标高中心架 门形架 P35 图2 3 从原始基准出发 用经纬仪 水准仪测量放样 在门形架上确定轴线在各方向上的 y x的位置 在中心架上锯口 要求各锯口应在同一高程上 用钢琴线拉出十字轴线 表达轴线 组合检查 加固尾水管里衬 尺寸 形状 尤其上口尺寸 固定下来 在上口分度 决定轴线方向 准备临时支撑 P35 图2 4 楔子板或由厂家准备调整螺钉 埋设部件的安装 门形架 2 吊入找正 中心位置 用锥球对正上口的刻线 P35 图2 4 高程 用钢板尺量轴线到里衬上平面的高差 用轴线高程减去高差 上口平面的水平度 用胶管水平仪测量 用水准仪校核 埋设部件的安装 尾水管上口水平测量 尾水管里衬安装 3 锚固用拉紧器 拉杆锚筋与混凝土中预留的固定部分的钢筋点焊固定 4 浇筑混凝土 埋设部件的安装 尾水管里衬安装 四 基础环 座环的安装1 准备 P37 图2 5 准备支墩 地脚螺栓孔 标高中心架 座环的检查 清扫 分度标明轴线 厂家往往标明 埋设部件的安装 座环安装 平梁 水平仪 门形架 座环 基础环 直锥管 座环支墩 管道支墩 座环安装基础 蜗壳支墩 座环支墩 尾水里衬 蜗壳支墩 座环支墩 尾水里衬 座环支墩 尾水里衬 2 吊入找正 中心位置 用钢琴线挂重锤对正分度标记 高程 用钢板尺测座环上法兰面到钢琴线的高差 水平度 框形水平仪加平梁 调头测量 这三个方面是互相影响 反复测量调整 与锚固工作结合进行 3 锚固 4 浇混凝土 基础环与原装的里衬之间可能有误差 连接的焊缝最后焊接 即应注意锥形环的连接 埋设部件的安装 基础环 锥形管 锥形环 直锥管 五 蜗壳的挂装1 挂装的程序定位节 X Y 其它各节凑合节 P40 图2 8 2 定位方法定位节用大口对正轴线平面 从X Y轴线上挂两根重锤线 使大口平面与之对正 其余节依次对正环焊缝 3 施焊 先焊环焊缝 后焊蝶形边 4 锚固 5 浇混凝土 埋设部件的安装 蜗壳分节 压力管道 埋设部件的安装 蜗壳分节 米字架 拉紧器 钢琴线 中心平台 胶管水平仪 座环 蜗壳 蜗壳分节 座环 环焊缝 座环 蜗壳分节 环焊缝 蜗壳分节 蝶形边 六 机坑里衬 P42 图2 11 需保证机坑空间的尺寸和形状 下部固定在座环上环的外止口 七 埋设件安装的注意事项1 锚固非常重要 包括调整所用的东西 楔子板 调整螺钉 拉紧器 千斤顶 地脚螺丝栓 还有与固定部分需焊联 2 注意混凝土浇注的程序和方法 3 埋设件与混凝土的组合关系 A 连紧 固定 常用羽尾钉 B 允许相对滑动 如蜗壳上半部需设弹性层 埋设部件的安装 埋设部件的安装 预留坑 机坑里衬 蜗壳 座环 基础环 尾水管里衬 导水机构的预装 一 导水机构的组成 P44 图2 12 需1 流道部分 底环 活动导叶 顶盖2 传动机构 接力器 连杆 转臂 导叶轴 控制环 3 装配关系导叶轴转臂连钣连杆控制环推拉杆接力器分半键剪断销二 导水机构预装的程序1 问题的提出 制造上必然存在误差 工作上要求关闭时止水严密 动作时同步 均匀一致 导水机构的预装 2 导水机构预装配的任务 解决部件间定位问题 尽量消除制造误差 保证工作条件 3 程序 大中型 测定轴线 下止漏环定位 顶盖定位 需吊入部分或全部导叶 导叶间隙检查 调整 主要检查端面间隙 底环定位 导水机构的预装 导水机构的预装 三 机组轴线的测定和表达 P44 图2 12 1 复查座环安装精度 重点是水平度 如不合格需修磨 2 用中心架 求心器挂钢琴线 调整找正轴线 3 调整为座环轴线 粗调 用钢卷尺量半径 精调 内径千分尺加耳机 导水机构的预装 四 下止漏环定位 P45 图2 14 下止漏环工作时 要求间隙均匀 允许相差在 20 设计间隙 下部固定止漏环 要求四周半径的最大偏差在设计间隙 10 以内 1 止漏环吊入 对正螺孔 2 测量半径 调整位置 P45 图2 14 3 拧紧螺栓 定位 上 固定部分 顶盖 转动部分 转轮上冠外边缘 大中型 单独制作 下 固定部分 基础环 底环 座环 转动部分 下环外边缘 导水机构的预装 五 吊入底环 导叶 顶盖 对正轴孔 上固定止漏环定位1 以轴线为准 以下部固定止漏环的安装质量为准 2 测量上止漏环四周半径 移动顶盖位置符合要求 3 拧紧螺栓定位 六 导叶间隙检查和底环定位1 装入套筒 检查导叶轴的活动性 2 检查导叶端面间隙 调整底环位置 导叶全关 作圆周方向的检查 检查导叶进出水边端面间隙 用塞尺检查 不满足要求时 转动底环 导叶全开 作半径方向的检查 不满足要求时平动底环 最后达到 底环与顶盖孔正对 导叶轴线垂直 端面间隙均匀 3 底环定位 拧紧螺栓 导水机构的预装 导水机构的预装 七 预装定位编号1 导叶套筒编号吊出编号顺序 从 X 或 Y开始 依次顺时针方向编号 包括导叶 套筒 导叶臂 连杆等 正式安装时对号入座 2 钻铰顶盖定位销孔要求精度高 配制锥销 3 吊出顶盖 导叶 钻底环 止漏环定位销孔 对于小型机组 如果预装时吊入全部组成部件 常用钢丝绳将导叶关至全关位置 检查和修整立面间隙 导水机构的预装 八 中 小型机组的预装中小机组的特点 下部止漏环直接加工在底环上 预装定位顺序不同 依次是 底环导叶间隙检查顶盖定位 连杆长度固定 为保证各导叶在动作时同步均匀地开启 应在安装时将导叶间隙调整好后 钻铰 配制分半键 目前国标规定 制造厂家要进行导水机构预装 安装时还应预装 水轮机正式安装 一 水轮机转动部分的安装1 准备工作 机坑清扫 准备转动部分吊入前要清扫座环 基础环等部件 A 根据对埋设部件 导水机构 转轮 主轴等部件所测定的实际尺寸 确定水轮机主轴法兰顶面高程 调整工作是利用基础环上按十字方向或按等边三角形方位放置的楔子板进行的 楔子板宽度根据转轮重量而定 B 楔子板高程是以转动部分吊放在上面以后 水轮机主轴法兰面高程比设计高程低15 20mm 以免发电机轴与水轮机轴相碰 起重工作准备检查桥机工作是否正常 转轮安装前机坑 配置转轮安装楔子板 水轮机正式安装 2 转动部分吊入和调整 中心的测量和调整水轮机主轴的中心和水平是发电机转子安装的基准 要认真进行测量和调整 粗调中心 在下部固定止漏环未吊入前 先用钢卷尺测量座环下部塘口与下部转动止漏环之间的距离 用千斤顶或楔子板调整转轮的中心位置 精调中心 吊入下部固定止漏环 根据下止漏环间隙仔细调整水轮机中心 一般按圆周方向取8 16点 使各测点间隙与实际平均间隙之差不大于实际平均间隙的 20 调整方法 用千斤顶顶转轮 并用百分表在对侧监视调整 转轮吊装就位 转轮吊装就位二 转轮就位 水轮机正式安装 水平测量和调整水平测量的目的是检查主轴垂直度 目前 常用的调整方法是框形水平仪在水轮机轴法兰面沿周围切线方向对称测4点来检查主轴法兰面水平 一般要求轴头水平度为0 02mm m 不符合要求时 用转轮下部楔子板调整 最后 再复测一次中心 水平 高程 合格后用白布或塑料布将下部止漏环间隙盖住 以防止脏物吊入 水轮机正式安装 二 导水机构安装导水机构安装的主要技术要求在导水机构预装时已经达到 导水机构正式安装主要是按预装时钻铰的销孔就位 同时对预装中遗留的问题进行处理 水轮机正式安装 1 底环 导叶 顶盖和套筒安装1 底环的吊装 将底环吊入安装位置 在底环与座环的组合面处涂铅油 按销钉就位 然后对称拧紧全部螺栓 用0 05mm塞尺检查组合面间隙不得通过 钻铣底环与基础环销钉孔 底环吊入机坑正式安装 底环安装后验收 底环安装后验收 底环组合缝封焊 底环与座环间的密封压板安装 转轮安装前机坑 水轮机正式安装 2 导叶安装 在底环的导叶下轴孔内涂少量黄油 将导叶按编号对称吊入就位 在每个导叶落入底环轴套前将橡皮密封套套入导叶下轴 以防沙粒磨坏轴颈 轴套 对高水头机组可防止水压力顶起导叶 导叶安装完毕转轮吊入前机坑 水轮机正式安装 3 顶盖吊装 在座环盘根槽内 放入经预装检查合适的橡皮盘根 盘根一般为圆形截面的橡皮条 盘根槽有矩形 三角形和凹形截面等 主要起止水作用 吊起顶盖 调整水平在0 20mm m以内 在顶盖与座环组合面处涂白铅油 然后将顶盖按销钉孔位置就位 对称均匀地拧紧全部螺栓 水轮机正式安装 4 套筒安装 清扫套筒上排水孔 在导叶中轴上套入止水盘根 在套筒和顶盖组合面上垫帆布或橡胶面垫板 也有些工地仅涂白铅油 然后按编号吊入就位 对称均匀的拧紧全部螺栓 水轮机正式安装 2 检查作如下检查 1 上部止漏环间隙 其偏差不得大于实际平均间隙的 20 2 检查导叶端面间隙 其最小值不得小于设计值70 复查导叶有无倾斜现象 即检查导叶上端面大小头的间隙值 3 检查顶盖与转轮的轴向间隙 该值应大于发电机顶转子时的最大高度 4 用塞尺检查导叶上轴颈处间隙 用专用扳手检查导叶的灵活性 如果转动不灵活 可以适当调整轴套 下止漏环间隙检查 水轮机正式安装 2 导叶端面间隙调整导叶端面间隙是通过导叶上端的脱离盖 又称端盖 和推力螺钉 又称调整螺钉 的松紧来调整的 导叶上下部间隙应按水轮机运行时 导叶能否被顶起的条件来分配 水轮机运行时 压力水进入导叶下轴套内 并作用在导叶下轴颈端面上 当水头大于某一值 使水压力大于导叶重量时 导叶端面间隙检查 导叶端部间隙检查 水轮机正式安装 3 导叶立面间隙调整原因 当蜗壳内有水压 导叶关闭后 导叶立面间隙和端部间隙过大时 就会引起大量漏水 如果是高水头电站 大量漏水就会延长停机时间 甚至无法停机 如果机组调相运行 会引起调相运行功率消耗增加等 因此 导叶安装完毕后 必须检查导叶立面间隙 条件 导叶立面间隙检查是在未装上止水盘根情况下进行的 准备 先将导叶全部关闭 再在蜗壳内用钢丝绳捆在导叶外周的中部 钢丝绳一端固定在导叶上 另一端用拉紧器或导链将捆导叶的钢丝绳拉紧 使导叶均匀受力关闭 钢丝绳和导叶接触处加润滑油润滑 立面间隙检查 立面间隙检查 水轮机正式安装 调整 用大锤敲打导叶 同时拉紧导链或拉紧器 使各立面间隙靠严 并使间隙分配均匀 开始可用灯光照射间隙进行检查 然后可用塞尺检查并做好纪录 导叶立面接触情况 可用粉笔做好记号 待放松钢丝绳后 打开导叶 用锉刀或砂轮机进行修磨 关于对立面间隙的技术要求 参见 规范 要求 0 05mm塞尺不得通过 有止水盘根的用0 10mm塞尺不得通过 一个立面的间隙总长不得超过导叶总长的25 立面间隙检查 水轮机正式安装 7 压紧行程调整 目的 关闭后的导叶再压紧几个毫米的行程余量称为压紧行程 调整方法 当接力器与控制环处于全关位置时 将限位螺栓退出需要的压紧行程 AAA 水轮机正式安装 三 水导轴承安装与调整 安装顺序 机组盘车后进行 止漏环间隙应均匀 偏差不超过 20 的设计间隙 空气间隙应均匀 偏差不超过 10 的设计空气间隙 发电机转子的安装 一 准备工作1 支撑 安装下机架 安装制动系统 用制动器作临时支撑 制动器高程使转子略高于工作位置 而且均匀一致 2 复查水轮机转动部分安装精度 包括垂直度 高程 中心位置3 桥机检查 吊具检查试验 包括行车 吊具 钢绳 U形环 绳卡 静载120 负荷 动载110 负荷 作行走试验 4 清理定子 准备 导向条 避免与定子摩檫 导向条厚度约1 2气隙 宽度约40 80mm 长度应大于定子铁芯高度 用非金属材料 二 吊入找正 以水轮机安装精度为准 1 高程 测量两个法兰面间的间距 P75 图3 9 2 中心位置 以水轮机轴为准 检查两个法兰外圆柱面是否正对 P75 图3 9 3 轴线的垂直度 检查两法兰面是否平行 如果两法兰面平行则发电机大轴垂直 4 检查四周气隙是否均匀 用楔形木条塞空气间隙 用游标卡尺测量咬痕厚度 发电机转子的安装 机组检修的一般知识 一 检修的分类1 机组的损坏情况有规律可循 磨损 机械磨损 长期运行中 轴 轴瓦等间隙 动与不动的接触 磨合期 互相适应过程 磨损逐渐减少 磨损情况划分三个阶段运行期 较长的正常运行 磨损相对稳定 老化期 到一定程度 磨损量迅速加快 机组检修的一般知识 发电机故障或事故有规律可循A 初期 t1 故障较多 安装的机组 在运行初期各零部件互相协调工作能力不强 不断处理 以加强各部分之间的协作能力 B 正常运行期 故障较少 C 设备老化期 设备各种损坏到了一定程度 故障急剧上升 根据以上的规律去检修 应该在设备老化期之前进行检修 在要出问题之前去检修 既在技术上合理 经济上也合算 但什么时候是老化期呢 机组的起动调试 一 调试的目的 内容1 目的 对水电站建设各方面作全面检查 包括水工建筑部分 及时发现问题并处理 机组有关参数的调整 测定 为长期运行作准备 2 调试的内容 充水试验 起动试运转 机组的试验调整 试运行 机组的起动调试 二 充水试验1 逐段逐次充水 2 检查漏水 渗水 变形情况 3 闸门 进水阀的动作情况检查 三 机组的起动试运转 作机械部分检查 1 升速试验 手动开机 逐步升速 每10分钟间隔升速一次 依次25 50 75 100 nr 检查 A 机组的旋转情况 有无振动 摩擦 异样的声响 B 测量手动空转下的振动和摆度是否合格 机组的起动调试 2 温升检查手动动作 改变机组转速 记录各轴承温度随时间的变化规律 应有合理的温升曲线 每15分钟测量一次 其规律应是先快后慢 最高温度应符合要求 3 开停机操作 辅助系统检查 机组的起动调试 四 机组调整试验1 空载试验 空载稳定性检查自动空载状态下 检查其稳定性 作调节参数的组合 同时进行砺磁系统的检查 调整 空载下挠动试验人为给定8 的转速变化 检查动特性是否符合要求 自动开 停机 远程开 停机 机组的起动调试 2 带负荷试验 电气部分检查动作 逐步增加负荷 25 50 75 100 Pr 检查带负荷时振动 摆度 共振 了解机组的运行规律和特性 检查轴承 发电机温度变化规律 机组的起动调试 3 甩负荷试验人为的大波动 模拟事故 检查机组的动特性 测定水锤压力 继电保护检查 逐次甩负荷 25 50 75 100 Pr 检查电气部分 电压变化情况 砺磁系统和自动保护的动作情况 调节参数 继电保护值的整定三 试运行连续不间断地满载运行72小时或48小时 允许有小故障 但不能停机 机组检修的一般知识 2 检修的分类 预测性检修日常检测 比如摆度 随着磨损 摆度越来越大 到一定时期检修 还有温度 振动 工作参数N 变化到一定程度 安排检修 预防性检修 现在使用最广泛 从大量实际运行机组总结出普遍规律 预定出检修周期 定期检修 不管机组本身是否出现了故障 办法方便 简单 但对检修机组针对性不强 发生事故后处理性检修事实上恢复机组的运行 但到底病因是不是彻底治好 还不一定 机组检修的一般知识 二 定期预防性检修的分类 任务按工作目的 任务 时间间隔划分1 维护性检查每周一次 每次半天 日常的维护工作 在机组运行过程中进行必要的检查 包括各表计的切换 清洗 气系统 水系统检查 过滤器清洗 润滑检查 如水泵黄油 调速器定期加油 目的 维护正常运行 掌握机组变化情况 2 小修每年2 3次 小机组1 2次 每次2 7天 根据SDJ230 87 发电厂检修规程 停机进行检修 局部修理工作 目的 处理已出现故障或事故的局部 维持正常运行 机组检修的一般知识 3 大修一般中 小型机组4 6年一次 每次25 35天 多泥沙河流3 4年一次 全面解体 逐项检查 最后重新组装 重新调试 目的 全面检修 恢复机组的性能 整旧如新 4 扩大性大修新规范要求每8 10年一次 每次45 70天 在检修的基础上增加了技术改造的内容 目的 恢复机组性能的基础上再提高 改进机组性能 因为电气设备10年左右更新一次 机组20多年更新换代一次 机组检修的一般知识 三 检修的工程管理1 计划性 针对本电站的问题安排 每一次小修 大修要有计划 目的 主要内容 人员 时间 材料 经费 2 按规程 规范进行检修 保证检修质量3 建立技术档案 包括检修前的检查 处理措施 处理结果 最后调试成果记录 4 力求缩短检修工期由主要工序所需的时间来进行 线性规划 从而缩短总工期 水轮机的检修 一 转轮的检修1 常见破坏形式 汽蚀 蜂窝状特征 泥沙磨损 鱼鳞坑状 裂纹 HL式叶片上冠与下环处 ZL式叶片根部 2 焊补 焊条堆焊 然后打磨 先清除破坏部分 需要露出基本金属 用相近材料的焊条 打底 再用不锈钢焊条堆焊 缺口损坏 拼接不锈钢板 水轮机的检修 4 环氧树脂涂料修补关键 粘合力 其中包含稀释剂 填充剂 硬化剂 成份有 在70 800C条件下依次搅拌均匀 随配随用 30分钟内用完 3 喷焊金属粉末通常对面积大 深度浅的损害 用硬质合金粉末 其成份有 CO 0 8 Si 4 4 Cr 16 Nr 72 Fe 2 5 B 3 6 5 轮叶形状修磨 找损坏最轻者轮叶制作样板 样板个数由转轮大小决定 但应能控制叶片的基本形状 其余叶片按样板打磨 6 裂纹的处理 检查着色显示 常用两种显示剂 紫色显示剂 青莲 12克 煤油 600ml 油酸 100ml 苯 250ml 硝基苯 50ml 白色显示剂 氧化锌 50克 苯 200ml 克罗酊 700