大型混流式水輪發(fā)電機蝸殼安裝工藝

陳幫學

摘 要：水輪發(fā)電機是水電站的核心設備，蝸殼的安裝是水輪發(fā)電機安裝的重要組成部分。良好的安裝工藝能提升座環(huán)受力能力和焊接的質(zhì)量，提升蝸殼的使用壽命，甚至會提高整個水電站的運行效益。發(fā)電機由蝸殼、轉(zhuǎn)輪、主軸、發(fā)電機定子、閥門等組成，其中蝸殼的功能是向?qū)畽C構(gòu)均勻供水。蝸殼受多種應力的影響，對安裝質(zhì)工藝求較高，也是該文論述的重點。

關鍵詞：大型混流式 水輪發(fā)電機 蝸殼 安裝工藝

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0052-01

該文以位于金沙江中游河段某大型混流式水輪發(fā)電機為例來介紹蝸殼的安裝準備、蝸殼拼裝及焊接、吊裝及運輸，并對相關問題進行了分類和總結(jié)，希望對大家相關課題的研究有所幫助。

1 安裝準備

確定安裝的操作平臺，準備好拼裝、掛裝所用的機械設備、電源、水等。

根據(jù)設計圖紙對設備進行清點，確保設備的數(shù)量、型號、規(guī)格滿足設計要求。

對壓力鋼管、座環(huán)的尺寸進行檢查，對安裝基準點、線進行測量，確保符合安裝要求。

確保安全措施方案、技術方案在監(jiān)理部門通過審查，確保使用說明書、安裝手冊、設計圖紙等技術資料齊備。技術人員與施工作業(yè)人員進行過充分的溝通和交流，確保施工人員的操作規(guī)范、技術合理。

2 蝸殼拼裝及焊接

在平面低于2mm的拼裝平臺上放出蝸殼各斷面的地樣，確保蝸殼各斷面數(shù)據(jù)符合蝸殼單線圖的要求。蝸殼瓦片用汽車進行吊裝，吊裝完成后用壓馬板、拉板、騎馬板、拉緊器等工具對尺寸實樣線上的瓦片進行調(diào)整。調(diào)整的要求如下：瓦片與地樣平臺的間隙不超過2mm；瓦片組合縱縫間的過流面錯牙不超過2mm[1]；各瓦片過流面與地樣線的偏差不超過2m；瓦片組合縱縫間的間隙不超過4mm。拼裝完成后，檢查單節(jié)蝸殼的對角線尺寸 K1與 K2、進水口內(nèi)徑R、檢查開口尺寸G、大小口周長L，然后焊接組合縱縫。

3 蝸殼掛裝

3.1 吊裝及運輸

單節(jié)蝸殼拼裝完成后，用20t平板拖車和50t汽車吊運至安裝間，然后用80橋機吊吊至機坑進行掛裝。

3.2 掛裝順序

以焊接在座環(huán)上的蝸殼尾部的第1、7、16、30節(jié)作為作為定位節(jié)，確保蝸殼掛裝、焊接產(chǎn)生的累積誤差能合理分布在湊合節(jié)內(nèi)，確保舌板與相應的蝸殼節(jié)間焊縫的錯牙、間隙滿足設計要求，確保掛裝過程中座環(huán)受力對稱平衡。

3.3 定位節(jié)掛裝

蝸殼定位節(jié)樣沖點、控制點可根據(jù)蝸殼安裝圖在座環(huán)上進行測量。在掛裝時，采用掛線錘的方法，利用出水邊的垂直平面度、內(nèi)支撐上的旋套調(diào)整定位節(jié)進以及外支撐調(diào)整工具，對其垂直平面度進行測量和調(diào)整，使垂直平面度低于5mm。對最遠點到機組中心線的距離進行調(diào)整，確保與設計值的偏差不超出最遠點半徑設計值的±0.004倍；對腰線高程進行調(diào)整，確保與固定導葉中心平面的偏差不超出±5mm；對管口進行調(diào)整，確保與基準線的偏差不超出±5mm。定位節(jié)掛裝滿足上述要求后，點焊固定相應的千斤頂點、拉緊器、調(diào)整旋套，然后全面檢測、調(diào)整定位節(jié)，盡可能縮小安裝誤差，最后去除吊具并加固。

3.4 其余節(jié)掛裝

根據(jù)蝸殼掛裝順序圖，以定位節(jié)為基準對蝸殼其余管節(jié)依次掛裝。在掛裝時，應安裝蝸殼支撐，并實施中心對稱掛裝，避免蝸殼的重量影響到座環(huán)水平，確保座環(huán)的受力平衡。同時，對座環(huán)水平進行實時監(jiān)控，確保蝸殼的掛裝、調(diào)整的順利實施。蝸殼的掛裝順應與環(huán)縫的調(diào)整順序一致，每調(diào)整一條環(huán)縫就進行一次焊接，以此類推，這樣有效降低環(huán)縫間隙、錯牙調(diào)整對環(huán)縫焊接的影響[2]。除此之外，其余節(jié)掛裝的掛裝方法和要求可參考3.3.

3.5 湊合節(jié)掛裝

蝸殼管節(jié)掛裝、相鄰環(huán)縫焊接結(jié)束后，就可以進行湊合節(jié)的掛裝。為了確定湊合節(jié)的配割部位，應對湊合節(jié)各瓦片進、出水邊過流面的周長進行實測，綜合對比分析該實測結(jié)果以及相鄰管節(jié)進、出水邊的周長。對相鄰管節(jié)用壓碼壓緊，并在蝸殼相應位置上覆蓋兩湊合節(jié)瓦片。對瓦片進行配割，為了確保裝配間隙符合實際空間尺，應在配割時采取謹慎合格的操作。根據(jù)實際尺寸，切割從進出口兩側(cè)的過渡板側(cè)向腰線方向同時進行，且壓縫與切割同步進行，即切割一段壓一段縫。對錯牙進行監(jiān)測調(diào)整，合格后點焊固定?？蓞⒄瘴仛惡瞎?jié)安裝方法來安裝蝸殼與壓力鋼管連接的直管段湊合節(jié)[3]。在蝸殼混凝土澆筑完成后，應對其強度進行監(jiān)測，強度符合設計要求才能進行最后一條湊合節(jié)環(huán)縫的焊接，防止座環(huán)發(fā)生應力變形。

3.6 座環(huán)的調(diào)節(jié)

焊接完成后，將該座環(huán)瓣體吊至已準備好的鋼支墩上，用千斤頂調(diào)整該瓣座環(huán)瓣體與前一瓣體對齊；調(diào)整到兩瓣體分瓣面組合孔基本不錯牙時，裝入相應的組合螺柱M563360、墊圈56，并擰上相應的螺母M56。對稱均勻擰緊螺母M56，同時測量座環(huán)分瓣面的間隙、錯牙。根據(jù)分瓣面的間隙情況、錯牙情況，調(diào)整組合螺母的擰緊順序；調(diào)整千斤頂。當調(diào)整到兩瓣座環(huán)分瓣面銷套孔基本不錯牙時，裝入相應的圓柱銷。按設計要求擰緊相應的螺母M56。

4 結(jié)語

蝸殼是大型混流式水輪發(fā)電機引水及過流的核心部件，由于受力較為復雜，其對安裝質(zhì)量要求較高。在安裝的過程中，確保座環(huán)受力平衡，提升焊接的質(zhì)量，在安裝完成后，確?；炷翝仓慰?，并對從安裝準備到至安裝過程到安裝結(jié)束的全過程監(jiān)視，確保安裝的工藝水平。

參考文獻

[1] 薛曉華，郭勇，馬騰飛，等.糯扎渡水電站HEC機組蝸殼安裝經(jīng)驗總結(jié)[J].水利水電技術，2014，45（3）：48-50.

[2] 范國棟.灘坑水電站水輪機蝸殼安裝與焊接質(zhì)量控制[J].城市建設理論研究：電子版，2011（30）.

[3] 陳曉東.運用QC方法進行座環(huán)及蝸殼安裝工作[J].技術與市場，2011，18（9）：161-

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