水电工程发电机下端轴与下机架整体吊装施工工法

PAGEPAGE8发电机下端轴与下机架整体吊装工法1前言传统立式水轮发电机组的镜板与推力头是分离的，通常采用先调整镜板水平后吊装发电机下端轴的安装工艺。近年来，随着加工技术的提高，出现了取消独立镜板，推力头底部就是镜板面的结构。对于取消独立镜板的机组安装工艺尚无经验借鉴，xxx抽水蓄能电站采用了发电机下端轴与下机架整体吊装，转动部件安装完成后整体调整受力的安装工艺，成功地安装了该结构机组。各项参数均达到厂家技术要求和国家规范要求。实践证明，采用发电机下端轴与下机架整体吊装，转动部件安装完成后整体调整受力的安装工艺，具有易操作、质量好、效率高、工期短等优点，因而必将越来越广泛地应用到无独立镜板机组的安装中。2工法特点采用发电机下端轴与下机架整体吊装，转动部件安装完成后整体调整受力的安装工艺，与先安装下机架，再吊发电机下端轴的安装工艺相比，其优势十分明显。具体表现在以下几个方面：适用范围更广，对推力轴承安装后发电机下端轴无法吊入的机组安装也适用；推力轴承在安装间进行安装，不占直线工期，施工条件及施工质量更好；推力轴承在安装间进行安装，能避免发电机与水轮机安装交叉作业，水轮机安装条件得到更好的保障，水轮机安装时间更加充足。发电机下端轴与下机架整体吊装的机组安装工艺减少了传统工艺的镜板水平调整等工序，缩短了机组安装工期，减少了安装成本。3适用范围适用于无独立镜板的立式水轮发电机组安装。4工艺原理4.1以底环为基准，用电子水准仪放置下机架安装控制样点；4.2复测底环与下机架推力轴承座装配面尺寸链上的各部件尺寸，计算并确定下机架的安装高程（须考虑下机架加载后的扰度）；4.3下机架组焊完成后吊入机坑进行预装，形位尺寸（高程、水平、中心、方位）验收合格后浇注下机架基础二期砼；4.4下机架径向基础安装、砼浇注及等强；4.5在浇注下机架基础二期砼时对下机架形位尺寸（高程、水平、中心、方位）进行监测，如有变化进行调整。4.6下机架基础二期砼等强后，复测下机架下机架形位尺寸（高程、水平、中心、方位），合格后将下机架从机坑吊出至安装间的下机架安装工位，再将发电机下端轴竖直吊入下机架内，并利用安装间已预埋的钢板将发电机下端轴固定；4.7将下机架吊起并用钢支墩进行支撑，粗调下机架、发电机下端轴的水平度及下机架与发电机下端轴的同心度后，再安装下机架轴承及附件(下机架所属附件尽量在安装间安装及试验完成)，以推力轴承座上平面为基准预置推力轴承支撑杆的高度；4.8采用“一钩两吊”法将下机架与发电机下端轴整体吊入机坑正式安装。5工艺流程及操作要点5.1工艺流程发电机下端轴与下机架整体吊装施工流程为：放样→下机架安装高程确定→下机架预装→下机架浇砼→下机架吊至安装间→发电机下端轴吊入下机架内→下机架抬高→推力轴承安装→下导瓦安装→下机架与发电机下端轴整体吊装。5.2操作要点5.2.1以底环为基准，用电子水准仪放置下机架安装控制样点。要求来回测量的计算结果偏差不大与0.05mm。5.2.2复测底环与下机架推力轴承座装配面尺寸链上的各部件尺寸，计算并确定下机架的安装高程（须考虑下机架加载后的扰度）。5.2.3下机架组焊完成后吊入机坑进行预装，形位尺寸（高程、水平、中心、方位）验收合格后浇注下机架基础二期砼，浇注时按下机架支臂对称进行，加强浇注过程中的监测；5.2.4将下机架从机坑吊出至安装间的下机架安装工位，再将发电机下端轴竖直吊入下机架内，并利用安装间已预埋的钢板将发电机下端轴固定；、5.2.5制作支撑下机架的钢支墩4个，每个钢支墩配一对锲块，钢支墩的高度按推力轴承安装后与镜板面距离200mm进行制作；5.2.6将下机架吊起并用钢支墩进行支撑，粗调下机架、发电机下端轴的水平度及下机架与发电机下端轴的同心度后，将钢支墩进行加固；5.2.7安装下机架轴承及附件；5.2.8以推力轴承座上平面为基准，精调推力轴承支撑杆的高度，要求高度差小于0.02mm。5.2.9配置起吊发电机下端轴及下机架的钢丝绳，钢丝绳的长度按桥机单钩整体起吊后镜板面与推力瓦面距离大于50mm考虑；5.2.10临时对称抱4块下导瓦，抱瓦间隙为0.20mm；5.2.11完成吊装下机架吊装前基坑内的准备工作，水轮机轴上法兰面的水平度不大于0.02mm/m，转轮中心偏差不大于0.05mm，转轮高度比设计高度低10mm。5.2.12单钩整体试吊下机架及发电机下端轴3次，检查桥机是否工作正常，无异常后整体吊入基坑。当到达下机架安装位置后安装下机架，拉伸下机架的地脚螺栓至额定力矩。5.2.13下机架安装完成后，下落发电机下端轴，以水轮机轴为基准调整发电机下端轴的中心及方位，直到水发联轴销钉打入后再将发电机下端轴下落至推力瓦面上；5.2.14吊装转子及发电机上端轴；5.2.15以推力头上平面为基准，测量推力头上平面的水平度。精调3个支撑螺杆的高度，直到推力头上平面的水平度≤0.02mm/m。支撑杆调整前转动部分用制动器支撑，确保支撑杆在不受压时进行；5.2.16在每个支撑杆的尾部架设千分表，起落转动部分，将其他支撑杆均布、分多次进行升高。记录每个支撑杆在加载及未加载时千分表的读数，计算出每个支撑杆的变形值。要求每个支撑杆的变形值之差≤0.02mm，同时推力头上平面的水平度≤0.02mm/m；5.2.17满足每个支撑杆的变形值之差≤0.02mm，同时推力头上平面的水平度≤0.02mm/m后，再调整转动部件中心，要求转轮中心不大于0.05mm。5.2.18盘车检查轴线。5.2.19轴线检查合格后，复查每个支撑杆的变形值，合格后锁定支撑杆。6材料与设备6.1材料与设备φ300钢支墩：4个；锲铁：4对；螺纹润滑剂、螺纹紧固胶、破布等适量；6.2材料与设备（见表6.2）表6.2材料与设备名称型号/规格单位数量平板拖车辆1逆变焊机ZX7-4000S台2氩弧焊机WSN-1660台2角向磨光机φ180台2水准仪N1007((一级)台1电动试压泵2D1-SYY710//10MPPa台1千斤顶32t台8大轴翻身工具具套1推力瓦安装工工具套1梅花扳手各型号套1活动扳手各型号套1内六角扳手套1塞尺300mm把2深度千分尺把17质量控制本工法质量控制标准按水轮发电机组安装技术规范(GB8564-2003)执行。7.1下机架控制样点检查7.1.1下机架高程控制样点设置两个；7.1.2用电子水准仪进行放样，要求两下机架高程控制样点计算出来的高程差与实测高程差小于0.05mm。7.2下机架预装质量检查下机架中心≤0.50mm，下机架水平≤0.05mm/m，下机架高程≤1mm。7.3安装间推力轴承支撑杆高度调整质量要求在安装间，12个推力轴承支撑杆高度差≤0.02mm。7.4转轮安装质量检查转轮中心偏差不大于0.05mm，转轮高度比设计高度低10mm。7.5水轮机轴安装质量检查水轮机轴上法兰面的水平度不大于0.02mm/m。7.6基坑内推力轴承支撑杆调整及推力头水平度质量检查每个支撑杆的变形值之差≤0.02mm，同时推力头上平面的水平度≤0.02mm/m。8安全措施8.1吊装前在推力头与推力瓦之间垫羊毛毡，防止意外伤害镜板及推力瓦。8.2吊装前临时抱4块瓦，抱瓦间隙0.20mm。保证下机架及下端轴起吊中心一致。8.3吊装前仔细检查钢丝绳及卸扣，确保安全可靠，并在原地起升3次，检查桥机杀车是否可靠。8.4焊接时，焊工必须佩戴防毒面具。8.5易燃品如酒精、丙酮等由专人保管，使用完毕随即回收。8.62m以上的高空施工，必须系好安全带，并将安全带固定在符合规定的位置。在脚手架四周及底边悬挂安全网。8.7对施工用电设备采取防雷接地、漏电保护等安全措施。在施工场所布置足够数量的消防器具。9效益分析9.1由于推力轴承安装在安装间进行，不占直线工期，推力轴承安装可节省机组安装直线工期20天以上。9.2推力轴承安装在安装间进行，施工条件好，施工质量及施工安全更容易保证。9.3推力轴承在安装间进行安装，能避免发电机与水轮机安装交叉作业，水轮机安装条件得到更好的保障，水轮机安装时间更加充足。9.4发电机下端轴与下机架整体吊装安装工艺，机组轴线检查一步完成，缩短了机组安装工期，减少了安装成本。10应用实例湖南望城xxx抽水蓄能电站1#~4#机成功应用了发电机下端轴与下机架整体吊装，转动部件安装完成后整体调整受力的安装工艺。各项参数均达到厂家技术要求及国家规范要求。实践证明：采用该技术加快了施工进度，提高了安装质量，产生了明显的经济效益和社会效益。机组安装、调试相关数据（见表11）表11机组安装、调试相关数据1#机2#机3#机4#机机组型式立轴半伞式可可逆混流式式额定出力306MW转轮名义直径径5100mmm下机架外形尺寸64480mmm×64800mm×19700mm，重量36..6T发电机下端轴轴下法兰直径φφ17600mm，重量45..2T推力瓦数量//下导瓦数量量12块/122块推力轴承芯轴轴压缩值0.165～～0.1885mm0.170～～0.1775mm0.170～～0.1885mm0.160～～0.1775mm盘车摆度上导：0.0022mmm发电机法兰：：0.0277mm水机法兰：00.0288mm水导：0.0013mmm上导：0.0022mm发电机法兰：：0.0177mm水机法兰：00.018mm水导：0.0007mm上导：0.0024mmm发电机法兰：：0.0277mm水机法兰：00.0288mm水导：0.0015mmm上导：0.0010mmm发电机法兰：：0.0277mm水机法兰：00.0288mm水导：0.0028mmm施工时间段（底环开始安安装到盘车车结束）2008.33.21～2008..12.225（279天）2008.112.133～2009..7.155（214天）2009.66.24～2009..11.115（144天）2009.111.2～2010..2.8（98天）是否需要配重重实现动平平衡否是否否30天试运行行考核一次通过一次通过一次通过一次通过图一下机架吊入机坑预装图二下机架调整图三安装间推力轴承安装