水輪發(fā)電機組安裝與檢修的基本知識

水輪發(fā)電機組安裝與檢修的基本知識第1頁/共69頁主要內(nèi)容

1、水輪發(fā)電機組安裝與檢修工作的特點與要求；

2、常用起重機具結(jié)構(gòu)和注意事項；

3、零部件組合基本工藝要求；

4、水輪發(fā)電機安裝與檢修中的基本測量。重點內(nèi)容零部件組合基本工藝要求；水輪發(fā)電機安裝與檢修中的基本測量。要求掌握常用起重機和工量具的使用；零部件組合基本工藝。本章主要內(nèi)容、重點和要求第2頁/共69頁第一節(jié)水輪發(fā)電機組安裝與檢修的特點和基本要求

安裝工作是水電站建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)、以預防為主，做到有目的、有計劃和有組織地進行，堅持該修必修，修必修好的原則。一、水輪發(fā)電機組安裝工作在水電站建設(shè)和運行中的地位（重要性）1、使用的長期性，即機組具有良好的空蝕性能和抗磨損的性能。2、安全可靠性：即設(shè)備在規(guī)定使用期內(nèi)和規(guī)定使用條件下，能夠無故障地運行并發(fā)揮具應有的功能。3、運行穩(wěn)定性：即指機組在運行中的振動與擺度都在允許范圍內(nèi)。機組的振動：搖度與噪音均在允許范圍內(nèi)，良好的過渡過程品質(zhì)。（招標階段---水輪機空蝕性能保證：最大深度3D2/3mm，面積300D5/3cm2，質(zhì)量0.8D2kg

；水頭運行范圍內(nèi)應滿足吸出高度的要求；基準運行時間8000h，非正常運行區(qū)超負荷不超過100h，低負荷不超過800h。）

第3頁/共69頁第一節(jié)水輪發(fā)電機組安裝與檢修的特點和基本要求二、水輪發(fā)電機組安裝工作的特點1、安裝部件尺寸大、重量大、工藝復雜、技術(shù)條件要求嚴格如葛洲壩，定子外徑Ｄ達20m，總高48m，由九萬一千多個零件組成。2、不同型式的水輪發(fā)電機組，其安裝方法與安裝工藝都有所不同。3、理論性與技術(shù)性很強如：螺栓緊固力與伸長計算、刮削絕緣墊計算等。4、機組安裝程序和進度與土建進度，機組型式，設(shè)備到貸情況及場地布置有關(guān)。第4頁/共69頁第一節(jié)水輪發(fā)電機組安裝與檢修的特點和基本要求重達1780噸的三峽4號機組轉(zhuǎn)子吊裝就位

第5頁/共69頁第一節(jié)水輪發(fā)電機組安裝與檢修的特點和基本要求轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)和15塊葉片組焊而成。其外徑10.44米，高5.2米，總重量445噸

第6頁/共69頁三峽轉(zhuǎn)輪在上冠、下環(huán)安裝就位

三峽轉(zhuǎn)輪的焊接第7頁/共69頁第8頁/共69頁第9頁/共69頁第二節(jié)安裝檢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、呆板手和活動板手。2、錘子：調(diào)整微量位移。3、虎鉗：4、一字螺絲刀：5、手電鉆：主要用于鉆孔。通常有手提式與手槍式兩種。6、手提式砂輪機它也是一種電動工具，主要用于大型的、不便于搬動的金屬表面的磨削、去毛刺、清焊縫及去銹等加工。還有一種軟軸式砂輪機，它由一根軟軸把電動機軸的轉(zhuǎn)動傳遞給工具頭。使用時只需握住工具頭即可對工件進行加工。第10頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具7、風動工具風鉆、風動砂輪機等，額定壓力0.7MPa。8、噴砂槍用于清掃一般粗糙機件表面銹污的。二、常用量具1、框式水平儀：測量水平度和垂直度的精密儀器。如圖所示。

H＝CD（N1＋N2）/2C--儀器精度，mm/m；D—測距；N1、N2---讀數(shù)。注意事項：（1）測量面干清、無污物；（2）應調(diào)頭(1800)測量；(若用水平梁時也需一起調(diào)頭)。第11頁/共69頁第12頁/共69頁實例計算例：某水電站座環(huán)安裝時采用方形水平儀及水平梁測量座環(huán)水平。水平梁支點間離為7.5m，水平儀精度為1格=0.02mm/m，第一次測量時，水平儀內(nèi)氣泡向+Y方向移5格，第二次調(diào)頭測量時，氣泡向-Y方向移動2格，問(1)座環(huán)水平應如何調(diào)整？(2)水平儀本身的誤差是多少？+Y-Y+X-X第13頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具2、膠管水平儀膠管水平儀是個簡單的連通器，一根橡膠軟管在兩繩接上玻璃管即成。管內(nèi)充水以后，兩繩玻璃管內(nèi)的水面線，在理論上應該是水平的。第14頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具3、百分表＋磁性表座：測定機組擺度、振動值及內(nèi)孔直徑等。百分表刻線原理，測量桿移動1mm，表盤上長針旋轉(zhuǎn)一周；將表盤圓周100等分，每格為1/100mm，表盤上短針指示長針旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，即每小格為lmm。注意事項：（1）磁性表座安裝位置，應保證在測量過程中不發(fā)生任何位移或擺動。（2）百分表安裝時，測針應垂直被測表面，并有一定2～3mm預壓縮量；大盤需調(diào)零。第15頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具4、塞尺檢查轉(zhuǎn)動部分和固定部分的間隙和組合縫的接觸面的緊固程度。注意事項：

a塞尺片不能彎折；b測量時應擦洗干凈。

5、游標讀數(shù)量具標卡尺，高度游標卡尺，深度游標卡尺及游標量角尺等。用來測量零件的內(nèi)外徑，長度、寬度、厚度和角度?？勺x出的最小讀數(shù)不同，分為0.1mm；0.05mm及0.02mm三類。第16頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具第17頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具6、螺旋讀數(shù)量具如外徑千分尺，內(nèi)徑千分尺等，用來測量部件的內(nèi)外徑、寬度、高度等尺寸。內(nèi)徑千分尺帶有一套不同長度的接桿，測量大尺寸時，可將幾節(jié)連接起來使用。三、特殊工具1、測園架(外圓柱面圓度的測量)為檢查與處理轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)與轉(zhuǎn)子的圓度，需要做測圓架幫助測圓。第18頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具2、測量機組中心用的工具包括中心架、求心器，測桿、重錘及油桶等。中心架用槽鋼和角鋼焊制，其長度可根據(jù)支點的跨距確定。要保證整個中心架有足夠剛度。在中心架中間設(shè)有螺孔，以固定求心器。第19頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具3、測螺絲伸長度工具為保證主軸法蘭連接螺栓有足夠的緊度，用圖示工具與千分表檢查螺栓擰緊后的伸長度。連接螺栓是中孔，在此孔擰入測量桿，用大錘打緊螺絲后，隨時檢查，直至螺栓伸長至要求值時為止。第20頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具四、起重工具1、手動葫蘆手動葫蘆，起重的高度一船有3、6、9m等不同規(guī)格使用手動葫蘆通常應注意以下問題：

(1)實際起重量不得超過額定起重量。

(2)實際起吊高度不得超過規(guī)定的起吊高度。(3)掛鉤與吊鉤應在同一直線上。第21頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具2、千斤頂千斤頂有螺旋式和油壓式兩大類，螺旋千斤頂靠人力轉(zhuǎn)動螺母，造成螺桿升降來工作，其底座是圓形的。油壓千斤頂用人力動作一個柱塞泵，產(chǎn)生高壓油來頂升活塞，從而實現(xiàn)對重物的升降，其底座是方形的。第22頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具3、鋼絲繩及其附件1)鋼絲繩：水電站普遍采用的是D型鋼絲繩，它由6股或8股鋼絲束絞合而成，每股有19根或37根細鋼絲。2)繩卡：由卡座、U形螺釘和螺母組成。是把兩根鋼絲繩夾在一起的附件。3)卸扣：卸扣初俗稱U形環(huán)，卸扣是一種便于裝、拆的連接件，用于鋼絲繩與被吊工件吊耳的連接。第23頁/共69頁第24頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具4、橋式起重機1)電動橋式起重機第25頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具第26頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具2)電動雙梁或電動單梁起重機3)手動雙梁或手動單梁起重機第27頁/共69頁第二節(jié)安裝檢修中常用的工具和起重工具4)起重機的試驗檢查(1)靜荷試驗靜荷試驗的目的是檢查橋式起重機等的強度、剛度是否足夠。用額定起重量的125％作試驗荷重。小車在中間位置，保持10min。檢查橋式起重機以及吊索、吊具的各個部分，沒有明顯的異?，F(xiàn)象。上拱度---0.8/1000；撓度-----1/700(2)動荷試驗動荷試驗的目的在于檢查起重機具能否正常運行。試驗時用額定起重量的110％作試驗荷重，技工作速度吊起、下落，同時檢查大車、小車在負重情況下的行走及停止。第28頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝

一、安裝基本工藝過程(一)安裝前的準備1、設(shè)備的開箱開箱前，應查明設(shè)備的名稱、型號和規(guī)格，核對箱號和箱數(shù)以及包裝情況;最好將設(shè)備搬至安裝地點附近，以減少開箱后的搬運工作。開箱時，應將箱頂板上的灰塵掃除干凈，防止灰上落入設(shè)備內(nèi)。卸箱板時，應注意周圍設(shè)備或人員的安全。設(shè)備上的防護物和包裝，應按施工工序適時拆除。2、清點檢查第一，檢查設(shè)備的零件、部件、附件是否齊全;第二，檢查設(shè)備有否損壞；第三，清點檢查完畢后，應填寫設(shè)備開箱檢查記錄單，設(shè)備由安裝單位保管。第29頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝2、地腳螺栓1)地腳螺栓的分類a．死地腳螺栓

第30頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝b．活地腳螺栓C．錨固式地腳螺栓第31頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝2)地腳螺栓的安裝第32頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝3)地腳螺栓的校正第33頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝3、墊鐵設(shè)備安裝在基礎(chǔ)上，常在設(shè)備與基礎(chǔ)之間放一些墊鐵(墊板)，這種設(shè)備安裝力一法叫做有墊鐵安裝法。墊鐵的作用

(1)通過對墊鐵組厚度的調(diào)整，使設(shè)備達到所要求的標高和水平度。

(2)增加設(shè)備的基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性。

(3)把設(shè)備的重量和運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的負荷均勻地傳給基礎(chǔ)，減少振動。

(4)便于進行二次灌漿。第34頁/共69頁第35頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝二、零部件的組合工藝1．相對運動的組合關(guān)系(1)滾動配合(2)滑動配合。2．相對靜止的組合關(guān)系(1)螺栓連接(2)過盈配合(3)焊接零部件之間的組合和連接(4)鉚接第36頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝二、零部件的組合工藝(一)螺紋連接的安裝工藝1、螺紋連接的安裝方法及要點螺紋連接分為普通螺紋連接、緊配螺栓連接、雙頭螺栓連接、螺釘連接和特殊螺紋連接。1)擰緊力矩的確定(伸長量)。螺紋連接為了達到可靠而緊固的目的，須確保螺紋副具有一定的摩擦力矩，此力矩是由連接時施加擰緊力矩后，螺紋副產(chǎn)生預緊力獲得的。擰緊力矩可按下式計算:第37頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝螺栓伸長量計算鋼材要保持彈性，允許每平方毫米面積承受120~140N的拉力，螺栓的最大伸長量就不得大于原長度的0.06％~0.07％。擰緊時的實際仲長量應該控制在這一范圍內(nèi)。第38頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝2)預緊力的控制。①控制扭矩法。用測力扳手、可定扭矩扳手使預緊力達到給定值;②控制扭角法。先將螺母擰緊至消除間隙，再繼續(xù)擰緊螺母至一定角度;③控制螺栓伸長法(如圖1一17所示)。其操們是螺母擰緊前，要測量螺栓的長度并記錄其L1值。按預緊力要求擰緊后，再測量螺栓的長度并記錄其L2值，其數(shù)值量差來確定頂緊力是否符合要求。④斷裂法。如圖1一2一3所小，將螺母切出一定深度的環(huán)形槽，擰緊時以環(huán)形槽斷裂為標志來控制預緊力的大小。第39頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝3)連軸螺栓的組裝和擰緊方法分為粗制圖栓和精制螺栓兩大類。(1)粗制螺栓與孔之間有0.5~1.0mm的間隙，裝拆比較方便，螺栓只能承受拉力，法蘭之間有定位銷。(2)精制螺栓有承受剪力和傳遞扭矩。安裝時螺栓與孔、螺栓與螺母都應試裝、配對，必要時應編號，插入時還需加入如透平油或水銀軟膏作為潤滑劑。第40頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝(二)過盈配合如電站中設(shè)備圓柱銷配合分為間隙配合、過渡配合和過盈配合；推力頭與主鈾之間的為過盈配合。1．加熱的溫度計算第41頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝2、容量計算

要求：加溫時應把推力頭溫升控制在15~20℃/h以內(nèi)。當推力頭膨脹量達到要求后，撤去電爐和保溫布，吊起推力頭，用方形水平儀進行找平（此時水平控制在0.15~0.2mm/m以內(nèi)）。第42頁/共69頁第43頁/共69頁第44頁/共69頁第45頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝3、加熱方法(1)熱浸加熱法。(2)電阻加熱法。用鎳--鉻電阻絲繞在耐熱瓷管上，放入被加熱零件的孔里。(3)電感應加熱法。利用交變電流通過鐵心(被加熱零件可視為鐵心)外的線圈，使鐵心產(chǎn)生交變磁場，在鐵心內(nèi)與磁力線垂直方向產(chǎn)生感應電動勢，此感應電動勢以鐵心為導體產(chǎn)生電流--渦流。在鐵心內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為熱能，鐵心變熱。樣板檢查第46頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝(三)焊連接電孤焊是常用的一種固定連接方式。直流電弧焊和交流電弧焊兩大類。焊接基本程序：（1）焊接剖口準備。壁厚小于6mm的平接、角接焊縫可以不剖口；壁厚8—16mm的通常單面剖口；壁厚16mm以上的則常用雙面剖口。（2）預熱（3）施焊（4）退火：消除內(nèi)應力，減少變形。第47頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝(三)滑動配合面的研磨和刮削1、推力瓦和導軸瓦的研刮1)推力瓦研刮鏡板調(diào)水平0.2mm/m內(nèi)，高度在600～800mm為宜。粗刮：磨點：少量甲苯，顯出亮影(點),全部刮掉,深0.01mm,直至接觸面積為80%。細刮：刀花從推力瓦一角開始向另一角平排列進行，兩次挑花方向應互成90度，達每平方mm有2～3點，局部面積≮20mm2,總面積≮5%。第48頁/共69頁第49頁/共69頁第50頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝基本工藝原則：最大最亮觸點全部刮去，串點挑開，小點暫不刮。刀花：清晰，均勻，深淺一致（形狀有：三角形，旗形，燕尾形，月牙形等）總面積在0.2cm2，深度在0.3-0.5mm。精刮：熱變形與機械變形對油膜影響瓦面中部對應于托盤的部位（相當于瓦寬的1/3）。刮成0.01～0.02mm的一個扇形區(qū)域的低刮帶；進油邊刮出一個寬10～15mm深0.3～0.5mm斜面；非進油邊應刮成倒角。）2)導軸瓦研刮主軸橫放時進行，主軸軸頸清洗干凈（無水酒精）。導向擋塊：鋁箍或軟質(zhì)麻油4～5圈，研磨，磨點，挑花，粗刮，精刮導軸瓦研刮后均勻涂上一層沌凈的凡士林油。第51頁/共69頁第52頁/共69頁第53頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝與檢修中基本測量一、測量的內(nèi)容和測量的基準（一）機件的校正調(diào)正項目1．平面的平直、水平與垂直----如轉(zhuǎn)輪2．圓柱面本身的圓度、中心位置以及相互之間的同心度----如主軸與轉(zhuǎn)輪3．軸的水平、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．面與面之間的間隙（二）合理的質(zhì)量標準考慮兩方面：①安全可靠性；②安裝工作的可行性?！端啺l(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》 GB8564-88第54頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝與檢修中基本測量（三）安裝基準（點、線、面）三種：①在安裝件上的基準——稱工藝基準如：水輪機座環(huán)②用來校正安裝件和給安裝件定位的基準，并不在安裝件上——稱校核基準。如廠房內(nèi)的X，Y軸線，標高。安裝基準件：豎軸混流式水輪機——座環(huán)

豎軸軸流式水輪機——轉(zhuǎn)輪室臥式混流式水輪機——座環(huán)(與蝸殼整鑄)水斗式水輪機——機座③原始基準，上建單位給定的中心基準點與高程基準點，一般留在混凝土墻上或地面的鋼件上。第55頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝與檢修中基本測量二、基本的測量方法測量工作兩種：①前期檢查、對照圖紙、發(fā)現(xiàn)問題及時處理。②安裝基本測量，采用合理測量方法與精度高的測量工具。（一）平面的平直度測量測量方法：1、涂一層薄顯劑（紅丹或石墨粉），與標準平面接觸。如主軸法蘭面。2、用平尺與量尺檢查平面平直度。如上冠法蘭面，下凹值第56頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝與檢修中基本測量（二）平面的水平測量管形水平器：水平尺測量（誤差大）；水準儀：（精度高受焦矩限制）方形水平儀：（常用，且精度高）（三）圓柱面的圓度和中心位置的測量1、外圓柱面的圓度測量外圓柱面圓度的部件有轉(zhuǎn)輪的止漏環(huán)、轉(zhuǎn)子的輪臂外圓、轉(zhuǎn)子外圖等工具：測圓架足夠剛度、避免測量中抖動。第57頁/共69頁水平梁＋框式水平儀測量座環(huán)水平第58頁/共69頁第三節(jié)水電站中安裝與檢修中基本測量2、環(huán)形部件圓度和中心位置的測量中心架和求心器一根