第一章水轮发电机组安装与检修的基本知识.

福建水利电力职业技术学院,主讲：黄少敏,第一章水轮发电机组安装与检修的基本知识,主要内容1、水轮发电机组安装与检修工作的特点与要求；2、常用起重机具结构和注意事项；3、零部件组合基本工艺要求；4、水轮发电机安装与检修中的基本测量。重点内容零部件组合基本工艺要求；水轮发电机安装与检修中的基本测量。要求掌握常用起重机和工量具的使用；零部件组合基本工艺。,本章主要内容、重点和要求,第一节水轮发电机组安装与检修的特点和基本要求,安装工作是水电站建设中的核心环节、以预防为主，做到有目的、有计划和有组织地进行，坚持该修必修，修必修好的原则。一、水轮发电机组安装工作在水电站建设和运行中的地位（重要性）1、使用的长期性，即机组具有良好的空蚀性能和抗磨损的性能。2、安全可靠性：即设备在规定使用期内和规定使用条件下，能够无故障地运行并发挥具应有的功能。3、运行稳定性：即指机组在运行中的振动与摆度都在允许范围内。机组的振动：摇度与噪音均在允许范围内，良好的过渡过程品质。（招标阶段-水轮机空蚀性能保证：最大深度3D2/3mm，面积300D5/3cm2，质量0.8D2kg；水头运行范围内应满足吸出高度的要求；基准运行时间8000h，非正常运行区超负荷不超过100h，低负荷不超过800h。）,第一节水轮发电机组安装与检修的特点和基本要求,二、水轮发电机组安装工作的特点1、安装部件尺寸大、重量大、工艺复杂、技术条件要求严格如葛洲坝，定子外径达20m，总高48m，由九万一千多个零件组成。2、不同型式的水轮发电机组，其安装方法与安装工艺都有所不同。3、理论性与技术性很强如：螺栓紧固力与伸长计算、刮削绝缘垫计算等。4、机组安装程序和进度与土建进度，机组型式，设备到贷情况及场地布置有关。,第一节水轮发电机组安装与检修的特点和基本要求,重达1780吨的三峡4号机组转子吊装就位,第一节水轮发电机组安装与检修的特点和基本要求,转轮由上冠、下环和15块叶片组焊而成。其外径10.44米，高5.2米，总重量445吨,三峡转轮在上冠、下环安装就位,三峡转轮的焊接,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,一、常用工具1、板手：梅花板手、套筒板手、呆板手和活动板手。2、锤子：调整微量位移。3、虎钳：4、一字螺丝刀：5、手电钻：主要用于钻孔。通常有手提式与手枪式两种。6、手提式砂轮机它也是一种电动工具，主要用于大型的、不便于搬动的金属表面的磨削、去毛刺、清焊缝及去锈等加工。还有一种软轴式砂轮机，它由一根软轴把电动机轴的转动传递给工具头。使用时只需握住工具头即可对工件进行加工。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,7、风动工具风钻、风动砂轮机等，额定压力0.7MPa。8、喷砂枪用于清扫一般粗糙机件表面锈污的。二、常用量具1、框式水平仪：测量水平度和垂直度的精密仪器。如图所示。HCD（N1N2）/2C-仪器精度，mm/m；D测距；N1、N2-读数。注意事项：（1）测量面干清、无污物；（2）应调头(1800)测量；(若用水平梁时也需一起调头)。,实例计算,例：某水电站座环安装时采用方形水平仪及水平梁测量座环水平。水平梁支点间离为7.5m，水平仪精度为1格=0.02mm/m，第一次测量时，水平仪内气泡向+Y方向移5格，第二次调头测量时，气泡向-Y方向移动2格，问(1)座环水平应如何调整？(2)水平仪本身的误差是多少？,+Y,-Y,+X,-X,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,2、胶管水平仪胶管水平仪是个简单的连通器，一根橡胶软管在两绳接上玻璃管即成。管内充水以后，两绳玻璃管内的水面线，在理论上应该是水平的。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,3、百分表磁性表座：测定机组摆度、振动值及内孔直径等。百分表刻线原理，测量杆移动1mm，表盘上长针旋转一周；将表盘圆周100等分，每格为1/100mm，表盘上短针指示长针旋转圈数，即每小格为lmm。注意事项：（1）磁性表座安装位置，应保证在测量过程中不发生任何位移或摆动。（2）百分表安装时，测针应垂直被测表面，并有一定23mm预压缩量；大盘需调零。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,4、塞尺检查转动部分和固定部分的间隙和组合缝的接触面的紧固程度。注意事项：a塞尺片不能弯折；b测量时应擦洗干净。5、游标读数量具标卡尺，高度游标卡尺，深度游标卡尺及游标量角尺等。用来测量零件的内外径，长度、宽度、厚度和角度。可读出的最小读数不同，分为0.1mm；0.05mm及0.02mm三类。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,6、螺旋读数量具如外径千分尺，内径千分尺等，用来测量部件的内外径、宽度、高度等尺寸。内径千分尺带有一套不同长度的接杆，测量大尺寸时，可将几节连接起来使用。三、特殊工具1、测园架(外圆柱面圆度的测量)为检查与处理转轮止漏环与转子的圆度，需要做测圆架帮助测圆。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,2、测量机组中心用的工具包括中心架、求心器，测杆、重锤及油桶等。中心架用槽钢和角钢焊制，其长度可根据支点的跨距确定。要保证整个中心架有足够刚度。在中心架中间设有螺孔，以固定求心器。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,3、测螺丝伸长度工具为保证主轴法兰连接螺栓有足够的紧度，用图示工具与千分表检查螺栓拧紧后的伸长度。连接螺栓是中孔，在此孔拧入测量杆，用大锤打紧螺丝后，随时检查，直至螺栓伸长至要求值时为止。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,四、起重工具1、手动葫芦手动葫芦，起重的高度一船有3、6、9m等不同规格使用手动葫芦通常应注意以下问题：(1)实际起重量不得超过额定起重量。(2)实际起吊高度不得超过规定的起吊高度。(3)挂钩与吊钩应在同一直线上。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,2、千斤顶千斤顶有螺旋式和油压式两大类，螺旋千斤顶靠人力转动螺母，造成螺杆升降来工作，其底座是圆形的。油压千斤顶用人力动作一个柱塞泵，产生高压油来顶升活塞，从而实现对重物的升降，其底座是方形的。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,3、钢丝绳及其附件1)钢丝绳：水电站普遍采用的是D型钢丝绳，它由6股或8股钢丝束绞合而成，每股有19根或37根细钢丝。2)绳卡：由卡座、U形螺钉和螺母组成。是把两根钢丝绳夹在一起的附件。3)卸扣：卸扣初俗称U形环，卸扣是一种便于装、拆的连接件，用于钢丝绳与被吊工件吊耳的连接。,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,4、桥式起重机1)电动桥式起重机,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,2)电动双梁或电动单梁起重机3)手动双梁或手动单梁起重机,第二节安装检修中常用的工具和起重工具,4)起重机的试验检查(1)静荷试验静荷试验的目的是检查桥式起重机等的强度、刚度是否足够。用额定起重量的125作试验荷重。小车在中间位置，保持10min。检查桥式起重机以及吊索、吊具的各个部分，没有明显的异常现象。上拱度-0.8/1000；挠度-1/700(2)动荷试验动荷试验的目的在于检查起重机具能否正常运行。试验时用额定起重量的110作试验荷重，技工作速度吊起、下落，同时检查大车、小车在负重情况下的行走及停止。,第三节水电站中安装基本工艺,一、安装基本工艺过程(一)安装前的准备1、设备的开箱开箱前，应查明设备的名称、型号和规格，核对箱号和箱数以及包装情况;最好将设备搬至安装地点附近，以减少开箱后的搬运工作。开箱时，应将箱顶板上的灰尘扫除干净，防止灰上落入设备内。卸箱板时，应注意周围设备或人员的安全。设备上的防护物和包装，应按施工工序适时拆除。2、清点检查第一，检查设备的零件、部件、附件是否齐全;第二，检查设备有否损坏；第三，清点检查完毕后，应填写设备开箱检查记录单，设备由安装单位保管。,第三节水电站中安装基本工艺,2、地脚螺栓1)地脚螺栓的分类a死地脚螺栓,第三节水电站中安装基本工艺,b活地脚螺栓C锚固式地脚螺栓,第三节水电站中安装基本工艺,2)地脚螺栓的安装,第三节水电站中安装基本工艺,3)地脚螺栓的校正,第三节水电站中安装基本工艺,3、垫铁设备安装在基础上，常在设备与基础之间放一些垫铁(垫板)，这种设备安装力一法叫做有垫铁安装法。垫铁的作用(1)通过对垫铁组厚度的调整，使设备达到所要求的标高和水平度。(2)增加设备的基础上的稳定性。(3)把设备的重量和运转过程中产生的负荷均匀地传给基础，减少振动。(4)便于进行二次灌浆。,第三节水电站中安装基本工艺,二、零部件的组合工艺,1相对运动的组合关系,(1)滚动配合,(2)滑动配合。,2相对静止的组合关系,(1)螺栓连接,(2)过盈配合,(3)焊接,零部件之间的组合和连接,(4)铆接,第三节水电站中安装基本工艺,二、零部件的组合工艺(一)螺纹连接的安装工艺1、螺纹连接的安装方法及要点螺纹连接分为普通螺纹连接、紧配螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉连接和特殊螺纹连接。1)拧紧力矩的确定(伸长量)。螺纹连接为了达到可靠而紧固的目的，须确保螺纹副具有一定的摩擦力矩，此力矩是由连接时施加拧紧力矩后，螺纹副产生预紧力获得的。拧紧力矩可按下式计算:,第三节水电站中安装基本工艺,螺栓伸长量计算钢材要保持弹性，允许每平方毫米面积承受120140N的拉力，螺栓的最大伸长量就不得大于原长度的0.060.07。拧紧时的实际仲长量应该控制在这一范围内。,第三节水电站中安装基本工艺,2)预紧力的控制。控制扭矩法。用测力扳手、可定扭矩扳手使预紧力达到给定值;控制扭角法。先将螺母拧紧至消除间隙，再继续拧紧螺母至一定角度;控制螺栓伸长法(如图1一17所示)。其操们是螺母拧紧前，要测量螺栓的长度并记录其L1值。按预紧力要求拧紧后，再测量螺栓的长度并记录其L2值，其数值量差来确定顶紧力是否符合要求。断裂法。如图1一2一3所小，将螺母切出一定深度的环形槽，拧紧时以环形槽断裂为标志来控制预紧力的大小。,第三节水电站中安装基本工艺,3)连轴螺栓的组装和拧紧方法分为粗制图栓和精制螺栓两大类。(1)粗制螺栓与孔之间有0.51.0mm的间隙，装拆比较方便，螺栓只能承受拉力，法兰之间有定位销。(2)精制螺栓有承受剪力和传递扭矩。安装时螺栓与孔、螺栓与螺母都应试装、配对，必要时应编号，插入时还需加入如透平油或水银软膏作为润滑剂。,第三节水电站中安装基本工艺,(二)过盈配合如电站中设备圆柱销配合分为间隙配合、过渡配合和过盈配合；推力头与主铀之间的为过盈配合。1加热的温度计算,第三节水电站中安装基本工艺,2、容量计算要求：加温时应把推力头温升控制在1520/h以内。当推力头膨胀量达到要求后，撤去电炉和保温布，吊起推力头，用方形水平仪进行找平（此时水平控制在0.150.2mm/m以内）。,第三节水电站中安装基本工艺,3、加热方法(1)热浸加热法。(2)电阻加热法。用镍-铬电阻丝绕在耐热瓷管上，放入被加热零件的孔里。(3)电感应加热法。利用交变电流通过铁心(被加热零件可视为铁心)外的线圈，使铁心产生交变磁场，在铁心内与磁力线垂直方向产生感应电动势，此感应电动势以铁心为导体产生电流-涡流。在铁心内电能转化为热能，铁心变热。,样板检查,第三节水电站中安装基本工艺,(三)焊连接电孤焊是常用的一种固定连接方式。直流电弧焊和交流电弧焊两大类。焊接基本程序：（1）焊接剖口准备。壁厚小于6mm的平接、角接焊缝可以不剖口；壁厚816mm的通常单面剖口；壁厚16mm以上的则常用双面剖口。（2）预热（3）施焊（4）退火：消除内应力，减少变形。,第三节水电站中安装基本工艺,(三)滑动配合面的研磨和刮削1、推力瓦和导轴瓦的研刮1)推力瓦研刮镜板调水平0.2mm/m内，高度在600800mm为宜。粗刮：磨点：少量甲苯，显出亮影(点),全部刮掉,深0.01mm,直至接触面积为80%。细刮：刀花从推力瓦一角开始向另一角平排列进行，两次挑花方向应互成90度，达每平方mm有23点，局部面积20mm2,总面积5%。,第三节水电站中安装基本工艺,原则：最大最亮触点全部刮去，串点挑开，小点暂不刮。刀花：清晰，均匀，深浅一致（形状有：三角形，旗形，燕尾形，月牙形等）总面积在0.2cm2，深度在0.3-0.5mm。精刮：热变形与机械变形对油膜影响瓦面中部对应于托盘的部位（相当于瓦宽的1/3）。刮成0.010.02mm的一个扇形区域的低刮带；进油边刮出一个宽1015mm深0.30.5mm斜面；非进油边应刮成倒角。）2)导轴瓦研刮主轴横放时进行，主轴轴颈清洗干净（无水酒精）。导向挡块：铝箍或软质麻油45圈，研磨，磨点，挑花，粗刮，精刮导轴瓦研刮后均匀涂上一层沌净的凡士林油。,第三节水电站中安装与检修中基本测量,一、测量的内容和测量的基准（一）机件的校正调正项目1平面的平直、水平与垂直-如转轮2圆柱面本身的圆度、中心位置以及相互之间的同心度-如主轴与转轮3轴的水平、垂直以及中心位置4部件在水平平面上的方位5部件的高程6面与面之间的间隙（二）合理的质量标准考虑两方面：安全可靠性；安装工作的可行性。水轮发电机组安装技术规范GB8564-88,第三节水电站中安装与检修中基本测量,（三）安装基准（点、线、面）三种：在安装件上的基准称工艺基准如：水轮机座环用来校正安装件和给安装件定位的基准，并不在安装件上称校核基准。如厂房内的X，Y轴线，标高。安装基准件：竖轴混流式水轮机座环竖轴轴流式水轮机转轮室卧式混流式水轮机座环(与蜗壳整铸)水斗式水轮机机座原始基准，上建单位给定的中心基准点与高程基准点，一般留在混凝土墙上或地面的钢件上。,第三节水电站中安装与检修中基本测量,二、基本的测量方法测量工作两种：前期检查、对照图纸、发现问题及时处理。安装基本测量，采用合理测量方法与精度高的测量工具。（一）平面的平直度测量测量方法：1、涂一层薄显剂（红丹或石墨粉），与标准平面接触。如主轴法兰面。2、用平尺与量尺检查平面平直度。如上冠法兰面，下凹值,第三节水电站中安装与检修中基本测量,（二）平面的水平测量管形水平器：水平尺测量（误差大）；水准仪：（精度高受焦矩限制）方形水平仪：（常用，且精度高）（三）圆柱面的圆度和中心位置的测量1、外圆柱面的圆度测量外圆柱面圆度的部件有转轮的止漏环、转子的轮臂外圆、转子外图等工具：测圆架足够刚度、避免测量中抖动。,水平梁框式水平仪测量座环水平,第三节水电