电站水轮机及其辅助设备安装与调试工艺培训资料

贵州乌江某水电站

HLF134M1-LJ-590型水轮机及辅助设备

安装工艺指导书

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贵州一乌江一某水电站

水轮机及其辅助设备安装和调试工艺目录

1.产品合格证.........................................................................4

2.水轮机及其辅助设备安装图纸（另册）...............................................6

2.1.装配图.............................................................................6

2.2.部件图.............................................................................6

2.3.零件图.............................................................................6

3.产品说明书....................................................................................6

3.1.技术参数...........................................................................6

3.1.1.水轮机选型说明.....................................................................7

3.1.2,水轮机技术参数.....................................................................7

3.1.3.调速器及油压装置关键技术特征表...................................................7

3.1.4.关键部件重量.......................................................................8

3.1.5.最大运输尺寸.......................................................................8

3.1.6.可靠性指标.........................................................................8

3.2.尾水管.............................................................................8

3.3.座环..............................................................................9

3.4.蜗壳..............................................................................9

3.5.基础环.............................................................................6

3.6.机坑里衬及埋件安装................................................................9

3.7.机坑内起吊设备.....................................................................9

3.8.蜗壳/尾水管排水阀.................................................................9

3.9.水轮机导水机构.....................................................................9

3.9.1.底环..............................................................................9

3.9.2.顶盖..............................................................................9

3.10.转轮..............................................................................10

3.11.主轴..............................................................................10

3.12.主轴密封、检修密封...............................................................10

3.13.水导轴承.........................................................................10

3.14.水轮机补气装置....................................................................10

3.15.水力量测系统.....................................................................10

3.16.调速系统..........................................................................10

3.16.1.油压装置.、漏油装置...............................................................10

3.16.1.1.油压装置、漏油装置关键参数：....................................................11

3.16.1.2.油压装置、压力油罐...............................................................11

3.16.1.3.漏油装置..........................................................................11

3.16.1.4.导叶接力器........................................................................11

4.水轮机及其辅助设备安装工艺指导书...........................................11

4.1.通常安装要求...............................................................10

4.2.设备装卸运输要求...........................................................15

4.3.起吊作业安全技术...........................................................15

4.4.质量管理要求...............................................................15

4.4.1.技术交底会.................................................................15

4.4.2.进场培训...................................................................15

4.4.3.作业前培训.................................................................15

4.4.4.特殊作业人员培训...........................................................16

4.4.5.三检制度...................................................................16

4.5.施工现场及作业区环境管理要求...............................................16

4.6.产品仓储要求...............................................................16

4.7.施工安全确保方法...........................................................14

4.8.特殊作业安全要求...........................................................14

4.8.1.电气作业安全要求............................................................14

4.8.2.起重作业安全要求...........................................................18

4.8.3.焊接、气割作业安全要求.....................................................18

4.8.4.高空作业安全要求...........................................................15

4.8.5.射线作业安全要求...........................................................15

4.9.水轮机安装采取技术规程、规范...............................................18

4.9.1.国家标准...................................................................19

4.9.2.部颁标准...................................................................19

4.10.设备到货计划...............................................................19

4.11.水轮机安装工艺步骤.........................................................20

4.12.尾水管安装.................................................................17

4.12.1.尾水管安装工艺步骤.........................................................22

4.12.1.1.肘管安装工艺步骤...........................................................22

4.12.1.2.锥管安装工艺步骤...........................................................23

4.12.2.尾水管安装工艺.............................................................23

4.12.3.尾水锥管里衬安装提议采取劳动力配置.........................................24

4.12.4.提议采取关键施工设备及工器具...............................................24

4.12.5.尾水锥管里衬安装检验验收...................................................25

4.12.6.安全方法...................................................................25

4.12.7.座环/基础环安装............................................................25

4.12.8.介绍......................................................................25

4.12.9.施工准备...................................................................25

4.12.10.座环运输吊装...............................................................26

4.12.11.安装工艺步骤...............................................................26

4.12.12.座环安装丁芝...............................................................26

4.12.13.座环焊接...................................................................27

4.12.14.座环焊接变形监控...........................................................28

4.12.15.焊缝探伤检验及涂漆.........................................................28

4.12.16.安装技术供给...............................................................28

4.12.16.1.座环安装提议劳动力配置.....................................................28

4.12.16.2.座环安装提议关键设备及工器具...............................................28

4.13.蜗壳安装...................................................................29

4.13.1.简述......................................................................29

4.13.2.蜗壳安装工艺...............................................................29

4.13.2.1.施工准备...................................................................29

4.13.2.2.蜗壳拼装...................................................................30

4.13.2.3.蜗壳运输...................................................................26

4.13.2.4.蜗壳定位节安装.............................................................27

4.13.2.5.蜗壳挂装...................................................................27

4.13.2.6.蜗壳环逢焊接...............................................................27

4.13.2.7.蜗壳凑合节安装.............................................................27

4.13.2.8.凑合节焊接：...............................................................27

4.13.2.9.蜗壳过渡段环逢焊接.........................................................27

4.13.2.10.蜗壳延伸段、工艺伸缩节及压力钢管安装、焊接.................................28

4.13.2.11.蜗壳附件安装...............................................................32

4.13.2.12.临时构件拆除...............................................................32

4.13.3.蜗壳焊缝检验...............................................................32

4.13.4.质量安全确保方法...........................................................32

4.13.5.蜗壳安装提议劳动力配置.....................................................30

4.13.6.蜗壳安装提议关键设备及工器具...............................................33

4.14.机坑里衬及埋件安装.........................................................34

4.14.1.机坑里衬安装工艺步骤.......................................................34

4.14.2.机坑里衬安装工艺...........................................................34

4.14.3.安装技术供给...............................................................35

4.14.3.1.机坑里衬安装提议劳动力配置.................................................35

4.14.3.2.机坑里衬安装提议关键设备及工器具...........................................35

4.15.水轮机导水机构预装.........................................................35

4.15.1.简述......................................................................35

4.15.2.水轮机安装工艺.............................................................36

4.15.2.1.施工准备...................................................................36

4.15.2.2.机坑清扫测定...............................................................36

4.15.2.3.蜗壳内支撑拆除.............................................................36

4.15.2.4.座环清扫测量...............................................................36

4.15.2.5.底环运输、组合.............................................................36

4.15.2.6.底环吊入...................................................................37

4.15.2.7.底环调整...................................................................37

4.15.2.8.导叶吊入...................................................................34

4.15.2.9.顶盖吊入...................................................................37

4.15.3.导水机构预装质量检验.......................................................38

4.15.4.安全确保方法...............................................................38

4.15.5.导水机构预装提议劳动力配置.................................................38

4.15.6.导水机构预装提议关键设备及工器具...........................................38

4.16.水轮机安装.................................................................35

4.16.1.简述......................................................................36

4.16.2.水轮机安装工艺.............................................................36

4.16.3.转轮和主轴吊装.............................................................36

4.16.4.调整转轮中心、水平、高程...................................................40

4.16.5.顶盖吊入...................................................................40

4.16.6.导叶操作机构安装...........................................................40

4.16.7.接力器安装调整.............................................................41

4.16.8.导叶立面间隙调整...........................................................41

4.16.9.导轴承安装调整.............................................................42

4.16.10.主轴密封安装...............................................................42

4.16.11.机组无水调试...............................................................42

4.16.12.水轮机附件及管路安装.......................................................42

4.16.12.1.水轮机附件及管路安装程序...................................................42

4.16.12.2.水轮机管路安装.............................................................43

4.16.12.3.水轮机附件安装.............................................................40

4.16.13.水轮机正式安装质量检验.....................................................44

4.16.14.质量安全确保方法...........................................................44

4.16.15.水轮机正式安装劳动力配置...................................................44

4.16.16.水轮机正式安装关键设备及工器具.............................................45

4.17.调速系统安装...............................................................46

4.17.1.简述......................................................................46

4.17.2.安装工艺步骤...............................................................46

4.17.3.调速系统工艺...............................................................42

4.17.3.1.施工准备...................................................................42

4.17.3.2.回油箱安装.................................................................47

4.17.3.3.压力油罐安装...............................................................47

4.17.3.4.油泵及附件安装.............................................................47

4.17.3.5.机械柜安装.................................................................47

4.17.3.6.系统管路安装...............................................................47

4.17.3.7.油压装置充油调钻试验.......................................................48

4.17.3.8.系统充油及无水调试.........................................................48

4.17.3.9.调速器及油压装置电气部分安装调成...........................................48

4.17.3.10.元器件校验.................................................................49

4.17.3.11.电缆查线...................................................................49

4.17.3.12.油压装置整体调试...........................................................49

4.17.3.13.调速器整体试验.............................................................49

4.17.4.质量安全确保方法...........................................................51

4.17.5.环境保护方法...............................................................51

4.17.6.安装技术供给...............................................................51

4.18.水轮机安装统计表（另册）...................................................53

5.安装专用工具清单......................................................................53

6.备品备件清单..........................................................................53

1.产品合格证

2.水轮机及其辅助设备安装图纸（另册）

2.1.装配图

2.2.部件图

2.3.零件图

3.产品说明书

3.1.技术参数

3.1.1.安装工艺编制说明

本安装工艺仅适适用于贵州乌江某水电站HLF134mlLJ590型水轮机/DFWT1506.3型调速器

及其辅助设备安装和调试工作，工艺中对HLF134mlLJ590型水轮机/DFWT1506.3型调速器及其

辅助设备安装和调试关键施工程序、特点及安装特殊要求作了简明说明。安装单位可依据施工过

程中具体情况作合适调整，但所采取安装调试工艺事先需得到本企业现场代表、监理工程师认可。

在协议/图纸中没有特殊要求情况下，安装单位应根据4.9条中所列规范及GB856488《水轮发电

机组安装技术规范》中相关要求进行安装和调试，施工质量必需满足4.9条中所列规范中相关技

术要求。

在编号3中，从3.1-3.16对HLF134mlLJ590型水轮机/DFWT1506.3型调速器及其辅助设备

结构特点作了简明说明。

在编号4中，从4.14.8列出了安装过程中应遵守要求和注意事项，从4.114.18对

HLF134mlLJ590型水轮机/DFWT1506.3型调速器及其辅助设备安装和调试关键程序、特点及特

殊要求及工艺作简明说明。

在编号5中列出了采取安装专用工具清单，在编号6中列出了备品备件清单。

在本安装工艺编写完成后，最终使用安装图纸可能进行修改，当图纸内容和安装工艺中内容

相互矛盾时，以最新版图纸提供参数为准。

本安装工艺最终解释权归某水电设备（TAH）.

3.1.2.水轮机选型说明

HLF134mlLJ590型水轮机及其辅助设备，是依据某水电设备（TAH）和贵州乌江水电开发有

限责任企业签定《某水电站工程水轮机及其辅助设备设计、制造、供货及服务协议》（协议编号）,

由某水电设备专为某水电站开发研制并生产制造。

依据某水电站所处乌江水文参数，水轮机选择立式混流式机组，转轮型号为F134nl,转轮叶

片选择X型，转轮内水流流态、叶片正面、叶片后面压力分布均衡，压差较小，减小了局部高速

水流区，减缓了转轮内二次回流，使转轮进口后无涡流区，很好处理了叶片后面低压区和空蚀问

题，有良好抗泥沙磨损性能。转轮番道内水流和压力分布均衡，很好避免了通常水轮机转轮叶片

进口空蚀磨损，提升了水轮机效率和稳定性，降低了尾水管内压力脉动。

3.1.3.水轮机技术参数

序号名称参数备注

1水轮机型号HLF134ml-LJ-590

2转轮公称直径D25.9m

3水轮机额定功率204.1MW

4额定转速115.4r/min

5最大飞逸转速216r/min

6额定水头69m

7最大水头81.4m

8最小水头58.Im

9冷却水最高温度25℃

10旋转方向俯视顺时针

11水轮机额定流量324.47m3/s

12额定工况点效率不低于93.27%

13最高确保效丞不低于96.14%

14机组转动惯量70000t,m2

15水轮机安装高程751m

16水轮机主轴法兰面高程756.5m

17许可吸出高度8m

18蜗壳型式金属包角345°

19尾水管型式立式弯肘型

20水轮机总重宣770”台

21水轮机转动部分重量1681/台

22轴承及操作油L-TSA46号汽轮机油

23油量4m3

3.1.4.调速器及油压装置关键技术特征表

序号名称参数备注

1调速器型号DFWT-150-6.3由调速器厂提供

2调速器数量3台套由调速器厂提供

3调速器容量1740KN.M

4导叶全关/全开时间14S/20S

5油压装置型号YZ-6.5-6.3

6油压装置数量3

7额定操作油E6.3MPa

8漏油装置数量3

9压油罐容枳6.om

10回油箱容积10n/

3.1.5.关键部件重量

序号名称分瓣数单件重量1总重t备注

1转轮装配262123

2主轴145

3座环24590

4蜗壳180

5顶盖23059

6底环21020

7导水机构163

8活动导叶2.1

9尾水管74

10油压装置26.5

3.1.6.最大运输尺寸

序号名称运输尺寸（长X宽X高）重量二

1座环9100X4500X330050

2转轮装配6200X3700X320062

3厂内最大起吊重量及高度170/8000t/mm

3.1.7.可靠性指标

序号名称G位指标

1大修间隔时间年8

2退伍前使外期限年40

3可用率%>95%

4无故障连续运行时间H18000

5年正常开启许可操作次数次/年21000

6年动水关闭许可操作次数次/年21000

3.2.尾水管（图号：5100001.501、521）

尾水管形式选择等肘窄高型，分为肘管段、锥管段和不锈钢段。肘管段和锥管段里村采

取20mm厚Q235B钢板分块卷制加工而成，锥管段分3节，每节分为4块，肘管段里衬分6

节。锥管和基础环间用不锈钢段进行连接,不锈钢段里衬高度为500mm,采取20mm厚0Crl8Ni9

不锈钢板分4块制作加工而成。尾水管设有2套6800nlm盘形排水阀，将尾水管内积水排到

集水井，在锥管段里衬设有检修平台，在不锈钢段里衬和锥管段里衬各设有4个测压头，在

尾水管外侧设有锚钩、拉筋、支撑、基础板等，工地现场安装时按图纸要求进行加固。

3.3.座环/基础环（图号：111、111）

座环采取带蝶边立板焊接结构，为便于运输，座环在厂内分为三半运到工地，座环总重

约123t,组合面坡口在制造长内加工好并设有组正当兰和定位销钉，座环外形尺寸约为《1）

9100nnnX3700mnio安装单位在施工现场进行组合、焊接、无损检测和安装等工作。座环有足

够强度和刚度，在机组正常运行时，座环能可靠承受水轮机过流部件内最大水压力。上下环

板材料•为16MnRZ35钢板,24只固定导叶材料为ZG0Crl3Ni4Mo,在座环下环板设有4只<b50mm

排水孔，在座环下环板设有12只小82mm灌浆孔，碎浇注到发电机层后进行灌浆，灌浆工作

结束后按图纸要求进行封堵和无损检测。基础环分为3半，和座环间采取焊接结构形式，和

底环间连接采取螺栓连接，基础环能够承载水轮机油和转轮重量，基础环顶面高程留有足够

间隙，能够满足吊转了•及转轮轴向移动要求，基础环下端和不锈钢段连接采取焊接形式。材

料选择Q235A卷制加工而成，在基础环外侧设有拉筋、锚钩等，安装时按图纸要求进行加固。

3.4.蜗壳

蜗壳在没有碎支撑情况下可承受机组运行时产生最大水压力，其中包含水锤压力。蜗壳

进口直径67187mm,蜗壳包角345°,蜗壳材料选择16Mn钢板，厚度20〜36nlm。从机组X

轴线起向上游11.35m范围内压力钢管、工艺伸缩节及连接段包含在蜗壳内。蜗克设有定位

节、赔偿节、测压孔及测压/排水管路等，蜗壳设有1套DN600mm、公称压力1.6MPa盘形排

水阀，将蜗壳内积水排到尾水管，蜗壳底部设有基础、千斤顶、拉筋、支撑等对蜗壳进行加

固，具体见相关图纸。

3.5.机坑里衬及埋件安装（图号：1300001）

机坑里衬采取12nlm厚Q235A钢板卷焊接结构，在工厂制作并分成2节，每节分为3半运

往工地，总重约23t。机坑里衬有足够强度和刚度，能安全可靠地承受碎浇筑时产生压力。

机坑里衬和座环间采取焊接连接形式，在机坑里衬上游侧设有接力器里衬、进入门和自吸泵

里衬。机坑里衬外形尺寸为68150mm><6500mm。

3.6.底环

底环底部设有导叶下轴套，轴瓦为含有自润滑性能钢背复合瓦。底环顶部过洗面抗磨板

和固定止漏环为OCH8Ni9不锈钢材料，在底环顶面.设有导叶端面密封，底环轴孔下部设有

排水管，方便将下轴套处漏水排到集水井，预防导叶上浮。底环和基础环间用。型密封条进

行封水。

3.7.顶盖

顶盖外形尺寸为67850mmXI800mm,采取Q235E钢板焊接结构，在工厂制作成2半运往

工地，总重约60t,有足够强度和刚度，在可能发生最大水压力（含水锤压力）和导叶快速

关闭时最大水流速度作用下，顶盖不会出现任何振劭、损坏和有害变形，顶盖在充水前后导

叶分布圆处变形量小于0.15mm。顶盖和座环间用0型密封条进行封水，顶盖和转轮间留有足

够间隙，推力轴承检修时，转轮能够轴向移动。顶盖过流面抗磨板和固定止漏环为0Crl8Ni9

不锈钢材料，较转轮上冠处材料OCrl6Ni5M。硬度低超出40布氏硬度，以防磨损，固定止漏

环和顶盖间用螺栓连接，能够拆卸和更换。在顶盖上设有测压孔，用于测量活动导叶前后压

力脉动和顶盖和转轮间压力。为排除顶盖上漏水，在顶盖上设有两套3KTV自吸泵，用PLC进

行控制，二者互为主备用并将积水排到集水井。因为在顶盖上设有平衡管，装轮上冠处不会

出现负压，故不设真空破跳阀，因为在底环处导叶轴套底部设有排水管,导叶不存在上浮可

能性，故不设导叶止推装置。

3.8.转轮

转轮外形尺寸为巾6150mmX3700mm,采取铸焊结构，叶片数为13只，有足够强度和刚度，

能够承受任何可能产生并作用在装轮上最大水压力、离心力和压力脉动。转轮分2半运往工

地，总重约123t,由TAH在现场进行组焊、加工和静平衡试验。转轮和主轴间采取摩擦力传

输扭矩，整个转轮材料选择含有抗空蚀、抗磨损和良好焊接性能0Crl6Ni5Mo制造，其中上

冠、叶片、下环均采取外国进口件。在顶盖上设有平衡管，以减小轴向水推力，在转轮上冠

和下环处没有单独设计止漏环，但该处材料0Crl6Ni5\1o硬度较底环/顶盖上固定止漏环材料

0Crl8Ni9要高。转轮叶片采取“V0D精铸+数控加工”制作，提升了产品质量和精度，转轮

焊缝、表面光洁度符合协议要求质最标准。为便于检验叶片断面尺寸、厚度和角度偏差，沿

叶片高度方向提供4套水平检验样板，为便于检验叶片和下环间圆角，提供4个样板。转轮

含有交换性，并提供一套转轮吊装专用工具。

3.9.主轴

主轴外形尺寸为（长X外径X法兰外径）4500X500mmX2160mm,采取中空结构，材

料为20SiMn锻钢。主轴含有足够强度和刚度，能够承受任何可能产生并作用在主轴上最大

转矩、轴向力和水平力，并能在最大飞逸转速范围内任意工况下运行，而不产生有害振动、

摆动和变形。

3.10.主轴密封、检修密封

主轴密封采取轴向端面活塞式结构，在不拆除水导情况下，可检验、调整、更换主轴密

封易损部件，并能满足转轮主轴轴向位移距离要求。在机组正常运行时，主轴密封和平衡管

联合作用，平衡管漏水经过管路排到尾水去，主轴密封漏水经过顶盖上排水泵排到集水井，

机组停机时，主轴密封漏水一样经过顶盖上排水泵排到集水井。主轴密封采取有压清水润滑,

润滑水经过2套电动清洗型滤水器、管路、阀门、电磁阀等通到主轴密封内起润滑作用，润

滑水压力为力3MPao

检修密封设在主轴密封下部，在不排除尾水管积水情况下，检修机组和更换主轴密封易

损部件，检修密封工作气压为0.7MPa。

3.11.水导轴承

水导轴承采取稀油润滑分块可调式结构，能够在多种工况卜运行，许可主轴作轴向移动。

机组从最大飞逸转速惯性转动直至停机（不加制动）全部过程中，水导轴承能够安全承受，

水导轴承冷却水中止lOmin而不损坏轴瓦，水导轴承含有交换性。水导轴承支座央取刚性支

撑轴瓦结构，轴瓦材料选择Q235A+巴氏合金制造，轴瓦在工地不用刮研、装配，耕瓦按工作

温度小于65℃,油温小于60℃设计。水导轴冷却器极限工作压力为0.2MPa〜O.OMPa,冷却

水量和内部压降为16OL/Min,5\1比0。

3.12.水轮机补气装置

水轮机选择轴心孔自然补气方法，补气装置动作灵活可靠低噪音，且不影响机组效率。

3.13.水力量测系统

在尾水管层廊道内，靠近尾水进入门处设有一面水力测量仪表盘柜，其中显示尾水管各

测点真空压力和用手计算机监控压力变送器。在水轮机层靠近进人孔处设有一面水力测量仪

表盘柜，其中显示蜗壳进口压力、上止漏环进出口后力、尾水管压力脉动、尾水管出口压力、

主轴密封水压力、机组净水头等和用于计算机监控压力变送器。

在尾水管上设有四个水压测量断面，第一个在尾水管进口，第二个距尾水管进口约2.5M,

第三个在肘管进口，第四个在尾水管扩散段出口。每个断面设有四个对称部署不锈钢测压头,

用632X3.5无缝钢管连接到尾水管廊道处水力测量仪表盘柜。在蜗壳进口断面设有四个对

称部署不锈钢测压头，用于测量机组净水头和蜗壳进口压力，用632X3.5无缝钢管连接到

水轮机层水力测量仪表盘柜。在顶盖上设有测压孔，测量上止漏环进口、出口压力，主轴密

封水压力、检修密封气压力，用力32X3.5无缝钢管连接到水轮机层水力测量仪表盘柜。

3.14.调速系统

依据协议相关要求，调速器本体、机械反馈装置、分段关闭装置、齿盘测速装置、电气

转换信号装置、机械过速保护装置、过速限制器不包含在本协议内。

本协议供货范围为：油压装置、漏油装置、导叶接力器、调速器外部操作油管路、法兰、

阀门和调速设备之间控制信号电缆、保护控制信号装置及仪表等。

3.15.油压装置、漏油装置

3.15.1.油压装置、压力油罐（图号：3410000、3411001）

调速系统用油采取GB11I20"L—TSA46号汽轮机油”。

每台油压装置（2940X300（）X1540）配置两台SMF螺杆泵，一台油泵工作一台备用，两台

油泵能自动单独或并联运行，并能自动切换互为备用。压装置配阀组配有逆止阀、安全阀、

卸载阀、连接阀、管路及其它附件。压力油罐正常油压改变范围为额定压力±5%以内，当压

力油罐油压高于额定压力7〜8%时，安全阀开始排油；当压力油罐油压高于额定压力16%时,

安全阀全部打开，并使油压不再升高。当压力油罐油压低于额定压力下限6%时，安全阀全部

关闭，当压力油罐油压低于额定压力6〜8%时，备用油泵开启；当压力油罐油压继续降低至

事故低油压时，紧急停机压力显控电气接点立即可靠动作。压力油罐容积足够满足水轮机接

力器“关一开一关”三个过程。

3.15.2.漏油装置(图号：4510000、4511001)

每台漏油箱(1294X974X1100