万家寨水轮发电机组安装特点上课讲义

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。万家寨水轮发电机组安装特点-万家寨水轮发电机组安装特点概述万家寨水电站位于黄河北干流托克托龙口河段的峡谷内，左岸隶属于山西省偏关县,右岸隶属于内蒙古自治区准格尔旗，主要任务是供水和发电调峰。工程的总装机容量为1080MW,哈尔滨电机厂有限责任公司为工程提供6单机容量180MW的立式水轮发电机组。天津阿尔斯通水电设备有限公司（以下简称天阿）提供1#4#水轮机组。上海希科水电设备有限公司（以下简称希科）提供5#6#水轮机组。中国水电六局机电安装分局安装4#6#水轮发电机组。主要技术参数发电机部分型号:SF1

2、80-60/12800型式:密闭自循环空气冷却半伞式凸极同步发电机额定功率:180MW视在功率:200MVA额定电压:15.75KV额定电流:7331A额定频率:50Hz额定功率因数:0.9(滞后)额定转速:100r/min飞逸转速:210r/min相数:3效率:98.508%额定励磁电流:1667A额定励磁电压:334V水轮机部分天阿公司产品：型号HLFN235-LJ-610立式混流式水轮机额定功率183.7MW额定流量290.7m3/s旋转方向俯视顺时针方向转轮直径6.1m希科公司产品额定出力183.7MW最大出力204.1MW额定流量290.7m3/s旋转方向俯视顺时针方向名义直径584

3、2.2mm共同参数：额定水头68m最大水头80m设计水头66.15m最小水头50m三发电机部分发电机安装程序定子组装结束吊装推力轴承挡油管吊装下机架并调整定子吊入机坑下机架组装结束制动系统安装联调结束，具备投入运行条件推力头与转子中心体联接吊装转子并与发电机轴联接吊装镜板及推力头并相互联接安装推力瓦及托瓦吊装弹性油箱及推力轴承座吊装发电机轴与水轮机轴联接各预埋件安装推力轴承清扫预装结束转子组装结束吊装顶轴并与转子中心体联接集电环安装定、转子空气间隙测定吊装上机架并确定其高程、中心、水平上机架预装结束机组盘车各部冷却器及管路安装空气冷却器安装所有附件安装各油槽清扫后封闭注油机组启动前全面清扫和检

4、查充水试运转启动试运行的各种试验带负荷试运行发电机安装特点21现场组装工作量大，工期增长定子机座分六瓣运至工地，现场组合焊接；135根定位筋需反复调整各参数才能达到精度要求；13万张硅钢片要用人力叠上，中间分三次压紧，最后清扫喷漆、做铁损试验。上、下机架各由12个支臂和中心体现场组焊，焊后超声波和磁粉探伤。转子由8个圆盘形支臂和中心体现场焊接而成，16根副立筋现场刨配，2种磁轭冲片计9510张，清洗、测厚度、称重分类，计算堆积表，每层正反方向之”字行堆叠，每层相互错开11/2个磁极，并分三次压紧。60个磁极按厂家配重表挂装，2对磁极键打紧固定。22技术精度要求高，施工难度大定子组装中的135根

5、定位筋的调整是关键，要求旋距偏差0.30mm,垂直度小于0.10mm/m,半径偏差0.50mm,扭斜偏差小于0.10mm/m,每根定位筋五个跨度测量点要同时满足上述要求。转子副立筋测量柱调整精度要求为:半径偏差0.10mm，旋距偏差0.20mm,扭斜小于0.10mm/m,板水平小于0.04mm/m,上述参数需同时满足。转子最后整体不平衡重小于10kg,要求铁片、制动环、磁极、引线的重量计算精确。采用特殊工艺措施，增进施工功效转子中心体板厚为100mm，而支臂板厚为30mm，组合焊接时，1#-6#机分别出现过裂纹、未熔合等缺陷。由于1#机组的转子就出现裂纹、未熔合，并多次处理，后业主请郑州质检中

6、心来复查，定出方案。4#-6#机时，我们在4#、6#机组采用焊口背侧贴陶瓷衬垫工艺，5#机直接焊接，相比之下，采用贴衬垫（如图）方法焊接效果比较好，背侧清根量少，减少裂纹。同时采用CO2气体保护焊，焊接参数如下表，焊后经超声波探伤，无夹渣现象，有少量裂纹及未熔合，经一次出理后合格，比手工焊效果好，同时提高劳动生产率。保护焊接参数（焊丝为1.2mmH08Mn2SiA）:表一焊接位置电流(A)电压(V)焊接速度(m/min)气体流量(L/S)平焊200-23024-27150-24018-22立焊160-20022-24120150仰焊160-19022-24120-150环缝径向缝四水轮机部分水

7、轮机安装程序准备工作尾水管里衬拼装混凝土浇筑、座环、蜗壳支墩浇筑尾水管里衬安装座环、基础环拼装座环、基础环安装连墩混凝土浇筑蜗壳拼装蜗壳挂装、焊接机坑里衬、接力器里衬、辅助油、气、水管路安装机组二期混凝土浇筑主轴、转轮联接机坑清扫导水机构预装导水机构吊出转轮吊入机坑导水机构安装联轴、轴线调整主轴密封安装、导轴承安装辅助设备及管路安装启动试运行2水轮机安装特点4#机组水轮机部分为天阿的设备，主要依据国内标准，而5#、6#机组水轮机部分采用德国VOITH公司设计，上海希科生产，部分依据国内标准，部分依据国外标准，给施工增加一些难度。21结构特点天阿公司产品结构；座环为三瓣运到工地，共24个活动导叶

8、，抗磨软涂层在活动导叶上，顶盖处设两个真空破坏阀，四根压力平衡管，8块分块式水导瓦，水导采用泵循环油，水冷却器冷却。希科公司产品结构：座环为四瓣运至工地，共20个活动导叶，抗磨软涂层在固定导叶上，设置油冷却器备用，一般情况下不用，水导瓦为圆筒式，锥管第一段及底环做抗磨涂层。2安装要求8.发电机主要部件安装程序框图（1）、转子安装程序:预埋转子装配基础吊转子中心体于安装基础上转子中心体与支臂组合圆盘支架焊接副立筋配刨焊接组装，焊接下压板清洗磁轭冲片、称重分类、叠装磁轭冲片、用磁轭键定位磁轭用预压螺杆分三次预压，满足预紧力铣孔，穿入磁轭螺杆，按要求均匀把紧铣尾槽，在通风沟处垫入临时垫铁热打磁轭键，

9、注意加热温度清扫磁极做耐压试验挂装磁极，打入磁极键连接磁极引线，连接阻尼环安装挡风板转子干燥，做整体耐压试验清扫、喷漆转子具备吊装条件水轮机基本参数型号HLFN235-LJ-610（天津阿尔斯通水电设备公司）额定水头68m最大水头80m设计水头66.15m最小水头50m额定转速100r/min飞逸转速210r/min额定功率180MW最大功率183.7MW额定流量290.7m3/s旋转方向俯视顺时针方向转轮直径6.1m2.主要部件重量表:转轮座环106吨导水机构安装埋入部分重量3.主要结构特征:A.天津阿尔斯通水电设备有限公司座环三瓣在工地组焊成型,上下环板16MnR235,固定导叶16MnR

10、底环和基础环一体,底环靠轮转下环处装有可更换的不锈钢止漏环.底环上装有24个自润滑材料轴套,导叶下轴套采取下拆式,底环抗磨板采用超高分子聚合材料.控制环底部有轴向、径向导轨和抗磨板(具有自润滑性能)剪断销断后具有防止导叶自由转动的限位装置及摩擦装置顶盖设两个250真空破坏阀及可更换的0Cr16Ni5Mo不锈钢止漏环,过流面抗磨板为超高分子聚乙烯板,可在不拆发电机情况下将整个导水机构吊起,固定在下机架上,对水轮机过流部件进行检修.导轴承采用稀油润滑分块瓦轴承,用楔子板调整瓦与轴承间隙.主轴密封设工作密封及检修密封,工作密封采用水压调整的橡胶活塞式端面密封结构,检修密封为空气围带式.接力器由三个4

11、90mm前摆式液压活塞接力器,额定油压6.4Mpa主轴空气阀安装于电机上机架上,当转轮出口出现负压,空气阀打开,保持压力平衡,使机组稳定运行.B.上海希科水电设备有限公司座环四瓣在工地组焊成型.水轮机安装主要程序图准备工作尾水管里衬拼装混凝土浇筑、座环、蜗壳支墩浇筑尾水管里衬安装座环、基础环拼装座环、基础环安装连墩混凝土浇筑蜗壳拼装蜗壳挂装、焊接机坑里衬、接力器里衬、辅助油、气、水管路安装机组二期混凝土浇筑主轴、转轮联接机坑清扫导水机构预装导水机构吊出转轮吊入机坑导水机构安装联轴、轴线调整主轴密封安装、导轴承安装辅助设备及管路安装启动试运行水轮机安装规程水轮发电机组安装技术规程GB8564-8

12、8水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则DL/T5070-1997水轮发电机组推力轴承安装调整工艺导则SD288-88天阿公司“万家寨水轮机安装说明书”T1-4GT-103-003上海希科公司“万家寨水轮机安装说明书”水轮机安装应编制的施工程序文件锥管安装措施座环安装措施蜗壳安装措施导水机构预装及安装措施转动部分安装措施转轮吊装措施（二）、发电机安装1发电机基本参数型号:SF180-60/12800型式:密闭自循环空气冷却半伞式凸极同步发电机额定功率:180MW视在功率:200MVA额定电压:15.75KV额定电流:7331A额定频率:50Hz额定功率因数:0.9(滞后)额定转速:100r.p.m飞逸

13、转速:210r.p.m相数:3效率:98.508%额定励磁电流:1667A额定励磁电压:334V主要部件重量定子305转子655T转子中心体51.7T推力头18.6T上机架49.5T下机架100.4T镜板8.4T3主要结构特征发电机采用三段轴（含转子中心体）结构,发电机设两个轴承,上导布置在上机架中心体内,推力轴承放置在转子下方的下机架中心体上.机组轴承为径向两处支承(即发电机上导和水轮机水导轴承)轴向为推力轴承.定子机座分成六瓣,工地用小合缝板把合后焊成整园.定子铁芯外径12800mm,内径12130mm,铁芯长度1850mm,分成52段,每段长30mm.定子铁芯下端采用大齿压板结构,上下端

14、压指均采用无磁性材料.定子铁芯采用0.5mm厚DW270-50低损耗、高导磁、不老化、优质冷轧无取向硅钢片在工地叠装成整园，首末两段铁芯粘合成整体再加热压紧。定子绕组采用双层条波绕组，个支路形连接，级绝缘，所有绕组连接包括铜环引线，极间连接线连接均采用银焊工艺。转子支架为园盘式焊接结构。在工地将中心体和个扇形外环组焊成整体，转子磁轭在工地叠片。为提高磁轭的整体性，使拉紧螺杆受力均匀，减少剪力增大片间磨擦力。采用两种冲片，每个冲片个极层间相错.5相距，并正反向叠片。磁轭和转子支架采用切径向复合键连接结构，磁轭轴向高度2144mm.上机架由中心体和12个支臂组成,在工地组焊成整体,下机架由中心体和

15、12个支臂组成,在工地组焊成整体.推力轴承采用弹性油箱结构支承,推力瓦采用双层结构,厚瓦170mm,薄瓦60mm.16块俄罗斯进口的弹性金属塑料瓦,单位压力设计值为44.2kgf/cm2推力轴承设有气密封装置.转子引线穿入转子中心体,通过顶轴内孔,两根引线对称上行经顶轴上部的孔至集电环.发电机全部引出线均为线电压级全绝缘结构.为防止轴电流通过轴承到底板形成环流,在上导轴承滑转子与顶轴之间没有轴电流保护层结构,另设轴电流保护检测设备.接地电刷设在发电机下机架下环位置.4.发电机安装主要程序图定子预装结束吊装推力轴承挡油管吊装下机架并确定其中心,高程及水平定子已具备吊装大件装配的要求下机架预装结束

16、转子预装结束制动系统安装联调结束，具备投入运行条件推力头与转子中心体联接并联轴吊装转子并与发电机轴联接吊装镜板及推力头并相互联接安装推力瓦及托瓦吊装弹性油箱及推力轴承座吊装发电机轴与水轮机轴联接各预埋件装配推力轴承预装结束吊装顶轴并与转子中心体联接集电环安装定、转子空气间隙测定上机架预装结束吊装上机架并确定其高程、中心、水平机组盘车各部冷却器及管路安装空气冷却器安装所有附件安装各油槽清扫后封闭注油机组启动前全面清扫和检查充水试运转启动试运行的各种试验负荷带运行5.发电机安装规程水轮发电机组安装技术规程GB8564-88.水轮发电机定子现场装配工艺导则SD297-88.水轮发电机起动试验规程DL

17、507-33.水轮发电机组推力轴承、导轴承安装调整工艺导则SD288-88.哈尔滨电机厂“万家寨水电站水轮发电机安装说明书”OEA.412.310.6.发电机安装应编制的施工程序性文件定子机座组焊措施定子装配施工措施定子吊装措施转子支架焊接措施转子安装措施转子吊装措施上机架焊接措施下机架焊接措施推力轴承安装措施上、下机架安装措施机组盘车定轴线措施8.发电机主要部件安装程序框图（1）、转子安装程序:预埋转子装配基础吊转子中心体于安装基础上转子中心体与支臂组合圆盘支架焊接副立筋配刨焊接组装，焊接下压板清洗磁轭冲片、称重分类、叠装磁轭冲片、用磁轭键定位磁轭用预压螺杆分三次预压，满足预紧力铣孔，穿入磁

18、轭螺杆，按要求均匀把紧铣尾槽，在通风沟处垫入临时垫铁热打磁轭键，注意加热温度清扫磁极做耐压试验挂装磁极，打入磁极键连接磁极引线，连接阻尼环安装挡风板转子干燥，做整体耐压试验清扫、喷漆转子具备吊装条件（2）、定子安装程序加热把紧铁损试验冲片叠装工艺准备清理喷漆铁芯叠装检查清理铁芯检查验收下齿压板装焊清理喷漆与机座环板满焊等分区间内定位筋安装大等分定位筋安装定位筋与托板焊接定位筋再次校正基准定位筋安装定位筋安装工艺要求定位筋预装并编号机座打磨清扫中心测圆架安装机座调整机座焊接机座组合机座组焊工艺准备材料工器具及设备各部安装高程水轮机轴顶899.3发电机下部轴904.285下机架顶部902.77定子

19、中心905.58上机架顶部909.00上导瓦中心908.7定子顶面907.675水轮机蜗壳中心高894.5水轮机座环接力器中心高898.2顶盖897.6尾水管进人门889.9水导瓦中心897.18控制环898.20迷宫环间隙3mm导叶立面间隙0.30+0.250.20+0.25(四)电气设备安装概述主厂房内安装台机组。机组励磁变压器、柜、避雷器柜、厂用电高低压配电盘、电制动停机开关，布置在母线层。主管路离相密封母线布置在母线层和发电机层。机组自用盘、高压厂用变压器和机组自用变压器布置在发电机层。公用变压器、照明变压器布置在主厂房主安装场段水轮机层。主变压器布置在厂坝间，主变上层917.5是22

20、0KVSF6管路和电缆夹层,220KVGIS配电装置在921.8。220KV出线,一个用于内蒙侧,三回出线布置在厂坝间921.8。一个用于山西侧三回出线布置在左侧引黄坝段955.5高程出线平台。917.5的管道、电缆夹层到955.5高程左岸出线平台的电缆廊道，布置有三回根干式电缆。坝顶982.3高程隔墩段布置2台坝上供变压器,下层978.5布置6KV开关柜。97.布置低配电盘。离相封闭母线安装设备电气试验设备就位、清扫、检查设备基础安装试验外壳刷漆、作相色标记母线与设备及主变压器连接母线整体耐压可拆断口连接、装测量计CT装配附件安装焊接断口调整、装抱瓦吊装CT试验分段耐压母线分段清扫、调整设备

21、开箱清点运输进厂母线构架安装测量放线主变压器安装抽真空、注油装低压套管装高压套管器身检查、试验配油水管路装气体继电器电气试验装温度计装吸湿器注油、停放、排气装储油柜装安全气道运输就位预埋滤油放气吊芯前准备冷却器清扫、试验、安装到货开箱检查、验收施工前准备定子线圈安装交接验收整体耐压试验清理喷漆干燥，测量直流电阻包扎绝缘带或灌注环氧焊接质量检查线棒间接头焊接引线安装焊接极间连接线焊接上层线圈耐压试验上层线圈嵌装打槽楔下层线圈耐压试验下层线圈嵌装打槽楔支架焊接开箱检查和下线前耐压试验场地清理布置工器具和消耗材料准备施工准备转子线圈安装转子清扫、干燥、耐压试验接头绝缘包扎磁极线圈连接配合挂装磁极施工

22、准备工具、材料准备磁极线圈绝缘和接头检查220KVGIS安装验收投运避雷器安装工频耐压试验调整试验调整试验抽真空充气体检漏抽真空充气体检漏二次配线二次配线压缩空气充气管路及附件安装压缩空气充气管路及附件安装分支母线安装1#3#主变及内蒙三回出线分支母线安装1#3#主变及内蒙三回出线4#主变6#主变间隔安装1#主变备用出线间隔安装隔离分段间隔安装中心高程的测量定点施工准备工器具处于备用状态基础予埋电气工程施工程序文件（）直流系统设备安装调试措施（）发电电压设备安装措施（）主变压器安装措施（）220KV干式电缆安装措施（）封闭母线制作安装措施（）定子下线措施（）转子线卷安装措施（）GIS安装措施五

23、电气试验电气试验室对水电站的主要设备,如水轮发电机、变压器、油开关、空气开关、GIS装置、电压（流）互感器、启闭机以及附属设备进行电气试验、对自动化元件装置和继电器进行校验和整定。对测量仪表进行校验、调整和检修，控制保护回路检查、通电模拟试验。电缆绝缘耐压试验等及对启动试运中厂内和开关站进行调试。（一）主要试验项目自动控制及保护系统水轮发电机组的自动控制自动调节励磁系统水轮发电机组测温系统水轮发电机组附属设备自动控制系统全厂公用设备系统试验闸门启闭机试验保护系统试验PLC监控系统调试测量表计系统高压电气设备发电机、励磁设备、变压器等投入运行试验油开关、空气开关、隔离开关、负荷开关、消弧线圈、避

24、雷器、电压互感器、电流互感器、断路器及绝缘子等高压设备试验。电缆试验GIS封闭组合电器出线平台设备（二）电气试验室配置高压设备组自动化组继电保护组测量仪表组（三）电气试验室主要仪器及设备配置一、谐振试验变压器CHXB型200KVA/10KVA/35KV一台二、大电流发生器DDG型50KVA/10000A一台三、变压器组别变比自动测试仪BBC-V一台四、变压器直流电阻测量仪FK-一台五、高压开关特性测试仪FKGC-一台六、开关接触电阻测量仪KQC一台七、介质损耗测试仪GWS-A一台八、直流高压发生器ZZGF-3000KV一台九、笔记本电脑CD310二台十、继电保护综合测试仪JBY-一台十一、精密

25、低频变频电源BY-200W一台十二、程控三相电表校验装置XBY一台十三、超高频毫伏表500KHz一台十四、直流单(双)臂电桥QJ二台十五、工频相位频率计704-2一台十六、油试器GCSY-2一台十七、高频振荡器VD26一台十八、选频电平表5016一台十九、升压变压器50KVA/50KV一台二十、互感器校验仪HE11一台二十一兆欧表各种电压等级四台六水轮发电机现场试验全面检查验收机电设备的安装质量。提交机电设备安装记录。全面清理清扫机组内部，保证机组内干净无杂物及无影响机组试验的因素存在。水轮机、发电机、调速系统及其它有关附属设备系统，必须处于可以随时起动的状态。进口及尾水系统的闸门均应试验合格

26、，处于关闭状态。进人孔、闷头等应可靠封堵，有关机组起动的各项安全措施应准备就绪，以确保机组安全运行。根据有关技术文件和GB8564-88“水轮发电机起动试验规程”编制机组试运行程序。试验检查项目和安全措施，提交监理工程师审批。（）机组充水试验（）机组空载试运行（）机组并列及负载下试验发电机对变压器高压侧经短路升流试验正常发电机对变压器递升加压及系统对变压器冲击合闸正常用相同的一次电压检查同期回路正常与机组投入有关的电气设备一次和二次回路试验正常以手动和自动准周期进行并列试验正常（）额定负载下，机组进行连续运行。七安装工程验收一、水轮发电机组安装工程达到规范“水轮发电机安装技术规范”GB8564

27、-88”及“”质量要求。并经试验运行合格后应交验收。二、水轮发电机组的继电保护、自动控制、测量仪表等装置和设备及与机组运行有关的电气回路，电气设备等根据相应的专用规程进行试验后，达到质量要求应交接验收。编制竣工移交报告书.机组和附属设备检查报告书.机组电气设备试验报告书.电气设备试验报告书.首次试运行及检查和检测报告书.运行及检测报告书编制竣工图纸资料移交清单编制设备缺陷及处理情况报告设备各部移交一览表八、质量保证体系质量保证体系是由组织机构职责、程序过程控制和资源五个部份组成的有机整体。质量保证体系是由技术管理、质量检验、信息管理、计划统计、合同预算、工程进度、安全生产、材料设备供应、财务和

28、成本、劳动教育、行政后勤等各个质量控制点组成。并和生产一线自上而下有机地结合及完成的体系。严格执行国家质量标准技术规范，工艺导则和厂家的技术文件。施工前认真编写技术方案、施工措施和工艺流程，并提交监理工程师审查批准后执行。在项目负责人、总工程师、监理工程师的指导下，严格施工过程中的单项检查。单元检查和最终验收，确保三验制的严格执行。通过联合检查后在监理工程师批准后进行下道工序的施工。严格按施工程序施工，确保工程质量。保管整理完整的原始记录和竣工资料。加强安全法规教育和管理，增强安全意识，树立安全第一的观念，健立健全组成机构和规章制度。九、机电安装质量保证控制系统控制程序依据编制审核批准反馈、施

29、工生产问题的反馈设计制造提供图纸图纸及说明书主要施工技术方案及施工技术措施修改征求设计监理同意设计修改或制造厂修改的补充施工图纸或技术文件编制施工措施的工艺文件班组施工及原始资料收集质量检查、监理验收竣工图审核立卷、存档机电制造,安装招标、文件、设计单位提供的设计文件、制造厂提供的资料、总装图国标部标及批准的施工组织设计，国内外先进的施工经验主要施工技术方案由各专业负责工程师编写总工程师监理工程师修改设计申请书技术员责任工程师设计修改文件设计院或制造厂施工工艺导则、焊接材料、验收记录、设计要求质量标准技术员责任工程师施工图安装工艺技术措施班组长技术员验收标准：国标或部标制造厂或设计院的技术文件

30、上级主管部门的技术文件甲乙双方共商的细则技术员专责质检员监理工程师施工验收记录卡原始记录试验记录及报告,交接验收表归档管理制度及有关文件技术员质检负责工程师总工程师（一）质量控制点和质控点设置确认工序交接设质控停止点影响质量的关键部位设质控点对工艺要求特殊的部位设质控点质量不稳定不易一次检查合格通过的单元工程设质控点采用新工艺、新材料、新技术进行施工的部位和过程设质控点（二）质量控制点的实施编制施工技术措施严格按施工技术措施施工实行三检制过程的检验和试验执行工程检验和试验控制程序，上道工序未经检查验收不得转入下道程序对质量控制点出现不合格应执行不合格工序控制程序和纠正和预防措施实施程序（三）质量控制点