水輪機(jī)的安裝PPT課件

1、第一節(jié) 概述 水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種水力機(jī)械。按其能量轉(zhuǎn)換方式不同，可把水輪機(jī)分 為反擊式和沖擊式兩大類。 反擊式水輪機(jī)包括混流、軸流、斜流和貫流式四種；沖擊式水輪機(jī)包括水斗、斜擊和雙擊式三種。 混流式水輪機(jī)適用于中、高水頭；軸流式水輪機(jī)適用于低水頭；水斗式水輪機(jī)適用于高水頭。三種型式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。 由于水輪機(jī)的使用水頭、布置方式、單機(jī)容量的不同，其安裝程序和安裝技術(shù)質(zhì)量要求也有差異。 第1頁/共58頁第2頁/共58頁第3頁/共58頁第4頁/共58頁本章重點介紹混流式水輪機(jī)的安裝，其一般安裝程序如下圖所示。 第5頁/共58頁第二節(jié) 機(jī)坑測定 機(jī)坑測定機(jī)坑測定是水電站水輪發(fā)電機(jī)

2、組可拆卸部件安裝的第一步工作。其目的有：復(fù)查前期機(jī)組埋件的安裝質(zhì)量；確定機(jī)組可拆卸部件的安裝基準(zhǔn)。 機(jī)坑測定平臺布置水輪機(jī)施工是在埋件部分已經(jīng)完成的情況下開始的，首先進(jìn)行固定平臺和活動平臺的安裝，然后進(jìn)行機(jī)坑測定檢查埋件的安裝質(zhì)量，并且確定機(jī)組的安裝基準(zhǔn)點（線）。 第6頁/共58頁機(jī)坑測定平臺布置第7頁/共58頁機(jī)組安裝基準(zhǔn)點測定 機(jī)組所有部件的安裝基準(zhǔn)，均可追溯到機(jī)坑測定時由埋件所確定的基準(zhǔn)點（線）。 機(jī)組安裝的基準(zhǔn)點有三個：高程點、中心點、 方位點。確定高程點的方法是： 用高精度水準(zhǔn)儀測量所有固定導(dǎo)葉的中心線高程，并計算算術(shù)平均數(shù)，選取最接近平均數(shù)的固定導(dǎo)葉作為機(jī)組安裝的高程基準(zhǔn)，并在該固

3、定導(dǎo)葉上的相應(yīng)位置做出永久性高程刻 度標(biāo)記。確定中心點的方法是：采用電測法，用內(nèi)徑千分尺分別測量座環(huán)上、下鏜口各標(biāo)記點的半徑，分別求取上、下鏜口各自的理論中心，并計算出座環(huán)整體的最佳中心，此最佳中心即是機(jī)組的安裝中心。 確定方位點的方法是：以與渦殼小頭相連接的固定導(dǎo)葉出水口（鼻端）為基準(zhǔn)，設(shè)計上機(jī)組中心 X軸線至固定導(dǎo)葉出水口夾角為 6.5，施工中通過測量固定導(dǎo)葉出水口至機(jī)組軸線的弦長， 定出機(jī)組 X軸線。 此 X 軸線即機(jī)組的安裝方位線。 第8頁/共58頁 接力器安裝質(zhì)量復(fù)查 除了基本的高程、中心、方位點外，實際上接力器坑襯的安裝質(zhì)量也在復(fù)查之列。其內(nèi)容主要是復(fù)查接力器坑襯相對于固定導(dǎo)葉中心

4、線高程的距離，以及相對于機(jī)組中心 X、Y 軸線的距離。為下一步接力器的安裝工作做好技術(shù)準(zhǔn)備。 機(jī)組方位確定 從固定導(dǎo)葉出水邊到機(jī)組 X 軸線夾角 6.5，根據(jù)此以機(jī)坑測定時機(jī)組中心為基準(zhǔn)，測 量座環(huán)下鏜口弦長定出機(jī)組軸線。 第9頁/共58頁機(jī)坑測定流程圖 第10頁/共58頁第三節(jié) 底環(huán)安裝 底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)不是全面接觸連接方式，而是采用局部墊塊的連接方式。這種局部連接方式有利于底環(huán)上抗磨面水平和高程的調(diào)整；有利于保證水平精度；有利于保證底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)的緊固強(qiáng)度；同時減少了加工量，提高了工效。這是一種在大型機(jī)組結(jié)構(gòu)上值得推廣的技術(shù)創(chuàng)新舉措。 底環(huán)安裝間組合調(diào)整 分瓣到貨的底環(huán)在安裝間首先要組合成整體。

5、底環(huán)組合須做到定位正確、緊固牢靠。為達(dá)此目的，通過銷釘定位，螺栓緊固兩種手段。組成整圓后，組合面間隙、銷釘周圍間隙、緊固螺栓的伸長值均須滿足設(shè)計要求。 第11頁/共58頁機(jī)坑內(nèi)底環(huán)預(yù)裝 底環(huán)機(jī)坑預(yù)裝解決五個問題： 確定底環(huán)的安裝方位； 確定底環(huán)的安裝中心； 檢查底環(huán)與座環(huán)下鏜口配合間隙是否合格，并記錄下不合格須處理的部位； 檢查調(diào)整底環(huán)圓度使之滿足要求。 鉆鉸底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)的定位銷釘孔，并標(biāo)記連接螺栓孔的準(zhǔn)確位置。 第12頁/共58頁 底環(huán)預(yù)裝臨時墊塊配置預(yù)裝前須在機(jī)坑基礎(chǔ)環(huán)上端面均布若干臨時墊塊， 并將所有臨時墊塊調(diào)平， 其水平要求控制于 0.2以內(nèi)。 底環(huán)安裝方位確定確定的方法是依照機(jī)坑測定

6、時導(dǎo)葉出水口（鼻端）至X 軸線處軸承孔的中心位置來確定。 底環(huán)安裝中心確定底環(huán)的安裝中心亦是機(jī)組的精確中心。 其確定方法是： 依照機(jī)坑測定時確定的最佳中心，調(diào)整底環(huán)止漏環(huán)理論中心使其與前者同心。 機(jī)組安裝存在一個中心轉(zhuǎn)換的問題：底環(huán)位置確定后，底環(huán)的理論中心即是機(jī)組的安裝中心（或直接中心）；機(jī)坑測定確定的中心已完成歷史使命，退居為間接中心的地位。第13頁/共58頁 底環(huán)與座環(huán)下鏜口配合間隙檢查 底環(huán)與座環(huán)下鏜口配合間隙必須間隙均勻、平滑過渡，為擠壓式密封條及其壓板的安裝創(chuàng)造條件。 檢查調(diào)整底環(huán)圓度 底環(huán)預(yù)裝時須檢查底環(huán)止漏環(huán)的圓度。為了滿足機(jī)組高質(zhì)量的運行，對底環(huán)的圓度要求甚高（0.5 ），所

7、以在機(jī)坑預(yù)裝時，須再次復(fù)查底環(huán)止漏環(huán)圓度，若發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，須調(diào)整使之合格。 鉆鉸底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)的定位銷釘孔，并標(biāo)記連接螺栓孔的準(zhǔn)確位置 底環(huán)中心、方位、圓度調(diào)整合格后，預(yù)裝工作進(jìn)入尾聲；鉆鉸底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)的定位銷孔；標(biāo)記底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)的連接螺栓位置，為下一 步基礎(chǔ)環(huán)現(xiàn)場機(jī)加工做準(zhǔn)備。底環(huán)預(yù)裝工作在定位銷孔鉆鉸結(jié)束后，宣布告一段落。底環(huán)自機(jī)坑吊出，進(jìn)入底環(huán)正式安裝階段。 第14頁/共58頁底環(huán)正式安裝 底環(huán)安裝準(zhǔn)備工作 鉆攻底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)連接螺栓孔；锪平底環(huán)與基礎(chǔ)環(huán)永久墊塊安裝平面；實測底環(huán)的厚度，確定永久墊塊的加工厚度。 底環(huán)安裝底環(huán)正式吊裝時須調(diào)平底環(huán)上平面；將方位依預(yù)裝要求旋轉(zhuǎn)到位；基礎(chǔ)環(huán)上平面清掃干

8、凈并涂刷防銹漆。底環(huán)平穩(wěn)落于安裝位置后，裝上所有定位銷并緊固所有安裝螺栓；之后檢查諸于底環(huán)高程、水平、中心、圓度、方位等技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)滿足質(zhì)量要求，不然須分析處理存在的問題，直至合格！ 第15頁/共58頁底環(huán)安裝示意圖第16頁/共58頁底環(huán)安裝流程圖 第17頁/共58頁第四節(jié) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是由底環(huán)、頂蓋、活動導(dǎo)葉及其操作機(jī)構(gòu)等組成的工程系統(tǒng)。其功能是對進(jìn)入渦殼的水能資源科學(xué)分配，高效平穩(wěn)沖擊水渦輪，實現(xiàn)水能至機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝是水輪機(jī)固定部分安裝中至關(guān)重要的一環(huán)。 參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝的部件有底環(huán)、活動導(dǎo)葉、頂蓋、導(dǎo)葉中軸套、下軸套等。 第18頁/共58頁第19頁/共58頁導(dǎo)水機(jī)

9、構(gòu)概述 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)有底環(huán)、頂蓋、活動導(dǎo)葉及其操作機(jī)構(gòu)組成。 底環(huán)和頂蓋安裝在未經(jīng)機(jī)械加工過的座環(huán)安裝面上。 活動導(dǎo)葉及底、頂環(huán)面上的抗磨環(huán)用耐腐蝕、抗磨損的不銹鋼材料制造。 連接板與拐臂間有一層摩擦材料，其后端與內(nèi)圓環(huán)銑通的小隙，擰緊組合螺栓后其摩擦力應(yīng)大于開閉導(dǎo)葉的傳動阻力且小于導(dǎo)葉被卡阻時的拉斷力。 第20頁/共58頁導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝準(zhǔn)備 頂蓋安裝間組合調(diào)圓 頂蓋分瓣到場，在安裝間清掃組合之后，需對頂蓋上附帶的止漏環(huán)作圓度檢查。 實測活動導(dǎo)葉長度，并選擇幾個較長的導(dǎo)葉準(zhǔn)備參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝 導(dǎo)葉長度在制造廠已有測量記錄，在工地安裝時仍然需要實時測量，必須充分考慮到測量環(huán)境條件對測量結(jié)果的影響

10、。 配制頂蓋預(yù)裝臨時墊板 在頂蓋與座環(huán)的安裝法蘭面之間不是全面接觸，而是通過墊板局部接觸。臨時墊板確定為 16 塊，頂蓋吊入后落于 16塊臨時墊塊上并通過其將頂蓋的重力傳遞于座環(huán)上法蘭面。 第21頁/共58頁導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在機(jī)坑預(yù)裝需解決以下幾個問題：調(diào)整確定頂蓋與底環(huán)的同心度；調(diào)整確定頂蓋相對于底環(huán)的方位角；初步確定導(dǎo)葉端部的間隙值；測量確定過流面高度值； 鉆鉸頂蓋與座環(huán)定位銷孔；標(biāo)示頂蓋與座環(huán)連接螺栓孔位置。 第22頁/共58頁 調(diào)整頂蓋與底環(huán)同心度 頂蓋與底環(huán)的同心度指的是以底環(huán)止漏環(huán)中心為基準(zhǔn)， 調(diào)整頂蓋止漏環(huán)中心使之與底環(huán)止漏環(huán)中心同心。底環(huán)已經(jīng)就位且固定不動， 可以挪動的是

11、頂蓋；施工方法是用電測法，掛鋼琴線， 用內(nèi)徑千分尺分別測量底環(huán)、頂蓋相對于鋼琴線的中心偏差，計算出各自的最佳中心，考核兩者的差距，調(diào)整最佳中心使之同心。 頂蓋方位調(diào)整 頂蓋相對于底環(huán)的方位角，亦即頂蓋的方位調(diào)整。其施工方法是在對稱垂直四個方向的軸套孔內(nèi)自上而下掛鋼琴線，采用電測量法測量上中下軸套的同軸度。最后合成四個方向的同軸度偏差值，綜合確定頂蓋旋轉(zhuǎn)和平移的方向和數(shù)量。 第23頁/共58頁 初定導(dǎo)葉端部間隙值 導(dǎo)葉的端部間隙與臨時墊塊的厚度有關(guān)。在頂蓋吊入機(jī)坑后，可以通過實測導(dǎo)葉上端部間隙值，校核臨時墊塊頂部高程是否合適，為下一步永久墊塊厚度的確定和安裝提供實際的參考依據(jù)。 測量確定過流面高

12、度值 測量確定過流面高度值只有校核意義。事實上，當(dāng)導(dǎo)葉端部間隙值確定之后，過流面的高度值也就確定了。若發(fā)現(xiàn)偏差較大，那將涉及導(dǎo)葉長度偏差的問題，需上報監(jiān)理工程師研討處理方案。 第24頁/共58頁 鉆鉸頂蓋與座環(huán)定位銷孔 在鉆鉸定位銷 孔的過程中要用架百分表的方法監(jiān)視頂蓋的位移， 鉆前須對頂蓋采用加固措施，防止頂蓋位移，鉆鉸后須復(fù)查頂蓋的中心和方位。工序進(jìn)入打定位銷的階段，意味著頂蓋與其它構(gòu)件的配合關(guān)系已調(diào)整合格；在安裝實踐中這是一個非常關(guān)鍵的工序。 標(biāo)示頂蓋與座環(huán)連接螺栓孔位置 為了確保定位正確，頂蓋預(yù)裝調(diào)整合格后， 用沖 孔的方法將加工位置確定下來， 以便 下一步工序作業(yè)。 第25頁/共58

13、頁導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝流程 第26頁/共58頁第五節(jié) 轉(zhuǎn)輪安裝與座環(huán)機(jī)加工 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝結(jié)束，在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)正式安裝之前，水輪機(jī)的工作圍繞以下三個方面展開： 轉(zhuǎn)輪安裝；座環(huán)機(jī)加工；水輪機(jī)水導(dǎo)水封部件安裝間與頂蓋預(yù)裝。 第27頁/共58頁轉(zhuǎn)輪安裝 轉(zhuǎn)輪的起吊工具由廠家專門設(shè)計制造， 其技術(shù)核心是吊具的起吊中心與轉(zhuǎn)輪的重心應(yīng)同一，這樣才能保持轉(zhuǎn)輪起吊后的水平。 轉(zhuǎn)輪安裝有三項技術(shù)指標(biāo)須考核：即轉(zhuǎn)輪的高程、中心、水平。 第28頁/共58頁 轉(zhuǎn)輪高程確定 轉(zhuǎn)輪安裝高程由下列因素來確定： 考慮轉(zhuǎn)輪與水輪機(jī)大軸連接法蘭面到轉(zhuǎn)輪下環(huán)底部之間的垂直距離； 考慮固定導(dǎo)葉中心線到基礎(chǔ)環(huán)下法蘭轉(zhuǎn)輪安裝臨時墊塊的距離。 轉(zhuǎn)輪水平

14、測量 轉(zhuǎn)輪落于臨時墊塊后， 其水平的復(fù)查基準(zhǔn)面定于轉(zhuǎn)輪與大軸的連接法蘭面， 用高精度水準(zhǔn)儀沿圓周測量若干對稱點即可。 第29頁/共58頁 轉(zhuǎn)輪中心確定 轉(zhuǎn)輪安裝的中心確定方法，在靜止?fàn)顟B(tài)下，以底環(huán)止漏環(huán)為基準(zhǔn)?？紤]到下列幾項因素：頂蓋與底環(huán)止漏環(huán)的同心度；轉(zhuǎn)輪上冠與下環(huán)止漏環(huán)的同心度；轉(zhuǎn)輪上冠與下環(huán)各自的擺度；轉(zhuǎn)輪、底環(huán)、頂蓋各自的圓度。中心調(diào)整的檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是：當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)后，在 0和 180的位置停留，檢查各對稱方向的止漏環(huán)間隙值應(yīng)是相等，若偏差較大，則說明中心調(diào)整較差或者止漏環(huán)圓度偏差較大。 第30頁/共58頁座環(huán)機(jī)加工 座環(huán)機(jī)加工在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝工作結(jié)束之后進(jìn)行。 其主要工作量是對座環(huán)與頂蓋

15、安裝緊固螺栓孔在現(xiàn)場加工。把合螺栓孔，需要在現(xiàn)場锪平、鉆孔、攻絲三道工序 。 加工的輔助設(shè)備根據(jù)實際情況確定。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，有三種方案：轉(zhuǎn)輪吊入機(jī)坑后，以轉(zhuǎn)輪作為輔助加工平臺， 在轉(zhuǎn)輪上冠與座環(huán)之間架設(shè)現(xiàn)場制作的扇型鋼平臺，放置廠家供貨的加工專用設(shè)備，加工座環(huán)與頂蓋安裝面。轉(zhuǎn)輪不能及時到達(dá)施工現(xiàn)場，這樣就不能實現(xiàn)將轉(zhuǎn)輪作為施工輔助平臺。施工方考慮制作專用加工輔助平臺，橫跨擱置于座環(huán)上法蘭，其上放置液壓加工設(shè)備。借助搖臂鉆對座環(huán)法蘭面螺栓位置锪平、鉆孔、攻絲。其輔助工裝是自制鋼平臺，將自制鋼平臺置于已安裝合格的底環(huán)上， 平臺調(diào)整穩(wěn)固， 搖臂鉆置于鋼平臺上， 將搖臂鉆水平調(diào)整合格， 固定牢靠，按工

16、序逐個加工座環(huán)螺栓孔。 第31頁/共58頁水輪機(jī)水導(dǎo)水封部件安裝間預(yù)裝 水輪機(jī)水導(dǎo)、水封部件安裝間與頂蓋預(yù)裝是與機(jī)坑座環(huán)機(jī)加工同步作業(yè)的兩個工作面。其目標(biāo)是對水導(dǎo)、水封部件與頂蓋的位置關(guān)系做出正確的定位。 其施工方法為： 首先將各構(gòu)件組合，檢查圓度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其次頂蓋在機(jī)坑參與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝結(jié)束后，吊出置于適合的支墩上，支墩高度須能滿足水導(dǎo)水封部件與頂蓋預(yù)裝的需要。第三步將組合調(diào)圓的部件依次吊入與頂蓋把合預(yù)裝。之后緊固各部件與頂蓋的預(yù)裝螺栓，復(fù)測調(diào)整同心度合格后， 才可以鉆鉸各部件與頂蓋的定位銷孔， 試配定位銷應(yīng)合格。 第32頁/共58頁轉(zhuǎn)輪安裝與座環(huán)機(jī)加工流程圖 第33頁/共58頁第六節(jié)

17、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝 概述導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝階段主要是導(dǎo)葉、頂蓋及其操作機(jī)構(gòu)三部分。導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)由拐臂、連接板、拉斷螺栓、圓錐銷、夾緊螺栓、承重板、承重螺栓、端部間隙調(diào)整墊等組成。這些構(gòu)件配合精確，各自分工承擔(dān)不同的功用，共同構(gòu)成導(dǎo)葉操作系統(tǒng)。 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝分預(yù)裝和正式安裝兩個階段。第34頁/共58頁導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝流程圖 第35頁/共58頁第七節(jié) 主軸及補(bǔ)氣系統(tǒng)安裝 主軸安裝概述水輪發(fā)電機(jī)組大軸分兩段，水輪機(jī)軸和發(fā)電機(jī)下端軸。大軸下端與轉(zhuǎn)輪直接相連，上端與發(fā)電機(jī)軸相連。主軸安裝準(zhǔn)備 機(jī)坑內(nèi)安裝準(zhǔn)備：首先復(fù)查轉(zhuǎn)輪法蘭面水平，應(yīng)在合格范圍內(nèi)。然后安裝轉(zhuǎn)輪軸向抗磨環(huán)。轉(zhuǎn)輪軸向抗磨環(huán)抗磨環(huán)安裝須控制三點：抗磨環(huán)

18、整體水平度合格；分瓣抗磨環(huán)接頭處須平滑過渡；抗磨環(huán)須牢固地固定于轉(zhuǎn)輪上。 機(jī)坑外安裝準(zhǔn)備：機(jī)坑外工作是為大軸吊裝作準(zhǔn)備。在大軸和轉(zhuǎn)輪上分別找出高低刻度標(biāo)記，依廠家規(guī)定對準(zhǔn)高低標(biāo)記，準(zhǔn)備吊裝大軸。 第36頁/共58頁補(bǔ)氣系統(tǒng)安裝流程圖 第37頁/共58頁第八節(jié) 水導(dǎo)軸承與水封安裝 水導(dǎo)軸承安裝 水導(dǎo)軸承系統(tǒng)由水導(dǎo)瓦、上油箱、下油箱、頂蓋上的主油箱及潤滑冷卻系統(tǒng)等組成。特點采用的這種油潤滑分塊瓦軸承型式剛性較好，振動與擺度小，機(jī)組運行穩(wěn)定；采用的外循環(huán)水冷卻形式對水質(zhì)的要求并不是很高，且冷卻效果比較好。工作原理 水導(dǎo)軸承的作用是承受軸的徑向載荷，控制主軸的擺度。外循環(huán)潤滑油系統(tǒng)起散熱與潤滑作用。外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)起冷卻油作用。 第38頁/共58頁水導(dǎo)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第39頁/共58頁第40頁/共58頁第41頁/共58頁水導(dǎo)水封安裝流程圖 第42頁/共58頁第九節(jié) 軸流轉(zhuǎn)