浅谈冲击式机组的安装工艺

摘 要：本文主要对水电站中冲击式机组埋设部分、机组固定部分以及机组转动部分的安装流程进行了简要的介绍，并结合使用图表和文字形式对埋设部分的安装顺序和方法进行了更为详尽和准确的描述，具体来说，就包括安装机组基准、中心、高度和圆度的确定。在既有的实践过程中，这样一种安装方法下的水电站机组指标稳定、性能正常，这就表明本文所描述的机组安装方法是优良可靠的。

关键词：冲击式机组 安装工艺 水电站

1.埋件安装及中心确定

埋件的安装实际上包含了较多方面工作的具体操作，如配水环管的安装、配水环管的打压试验、转轮室的组装与安装、平水栅的组装与安装、基础板和锚环的安装以及中心椎体的安装等都属于埋件安装的范畴，除此之外还要配套做好管路等附属部件的安装工作。在进行埋件的安装时，最为核心的部分就是配水环管的安装、调整以及变形控制，中心椎体的安装调整同样具有非常重要的作用，在埋件的安装工程中应当切实做好这两个方面的工作。一般来说，在进行埋件的安装时，需要按照以下几个方面的步骤来进行：安装平水栅、安装转轮室中下部分、进行混凝土基础的浇筑工作、安装配水环管、安装转轮室室上部、浇筑混凝土、安装中心椎体、安装机坑里衬、最后进行混凝土浇筑。下文中就上文所述的顺序来对冲击式机组安装过程中的各项要点进行更为详尽的说明。

1.1安装平水栅

在相关的标准和规范中对于平水栅的安装有着非常明确的要求，平水栅轨道顶部高程的控制中所允许的误差为±3mm，在对中心水平位置进行控制时，则要求以平水栅的支腿和中间轨道的圆圈中心为控制的标准，要求其误差控制在±5mm。在平水栅的安装过程中，工作人员首先要对机组的纵轴和横轴进行放线，由此来得出基准的高程点，并在此过程中标识出混凝土面中不易受到破坏的位置，由此就可以确定出水平栅基础板的方位和高程，然后再安装水平栅的支腿和框架。在设置这样一个基准的时候要注意尽量保证其方便于其他埋件的安装。在进行安装的调整时，应当按照新高程后中心的顺序来进行，并对高程和中心进行必要的复核。在调整工作结束以后在对埋设基础进行加固处理。

1.2安装转轮室中下部分

相关质量要求和规范中同样对转轮室中下部分的安装有着明确的要求，一方面是要求转轮室合缝错牙不大于2mm，方位的偏差控制在50mm以内。在进行转轮室中下部的安装时需要以平水栅的中心基准来进行转轮室测量点线的布置，测量点线位于机组的上下游位置，分布在正四个方向之上。放线的高度应当较转轮室上口位置较高，将细齿锯条的锯齿磨薄以后就可以在线架上锯出均匀的小口来，并挂上适当重量的重物来进行拉紧加固。在进行转轮室上下部的调整时同样按照先高程后中心的顺序来进行，然后再对上口的高程和水平波浪度进行复核，以此来保证转轮室相对于机组中心的圆度。

1.3安装配水环管

配水环管的安装在冲击式机组的安装过程中是非常关键也非常重要的一个环节，甚至可以说，这一环节进行质量的好坏都将直接反应到机组整体的安装效果中来。在进行配水环管的安装时应该从控制各点的三维坐标值和法兰垂直度来实现对于配水环管的控制，这里的三维坐标就是高程、中心距和间距。配水环管应当分为四段运输到安装现场来，且安装过程中的技术要求为高程误差控制在±2mm，中心误差控制在正负3mm，法兰之间间距的误差控制在±3mm，法兰的垂直度控制在±2mm，合缝内部错牙控制在2mm以内。除此之外，在进行喷嘴的正式安装前还需要采用加工调整垫的方式来对配水环管的误差进行调整和控制。

1.4安装转轮室室上部

同样在转轮室下部的安装过程中相应的对其误差有所要求，具体来说，合缝错牙的误差应控制在±2mm以内，中心误差控制在±2mm以内，且转轮室上下部之间的同轴误差应控制在±3mm以内。在此基础上，再对喷嘴的测量和安装过程进行阐述和讨论，在进行喷嘴的安装时，首先就要将钓具安装到转轮室上部的内部空间里，且在这一过程中应当尽力做到尺寸上的精益求精。在配水环管安装完成以后，就将机组的轴线进行一定程度的升高，使其到达转轮室的上部位置，此时再对转轮室上部和下部之间的同轴度进行调节，合格以后方可对焊缝进行焊接。

1.5安装中心椎体

对于中心椎体的安装而言，最为关键和核心的环节就是中心水平度的调整，这是因为中心椎体与水导轴的支撑面是直接相连接的。在中心椎体的安装过程中，相关技术要求基本如下，高程误差控制在±2mm以内，中心误差控制在±0.5mm以内，水平误差控制在0.04mm以内。在安装的过程当中还需要对中心椎体进行调整，尽量保证中心椎体法兰、中心椎体下部和主轴密封面处在同一个中心面内。用螺栓实现中心体法兰和中心椎体的连接，然后在对整体的中心椎体进行安装。与此同时需要注意的是，中心椎体的安装应当根据上文中已经安装完成的配水环管和喷嘴法兰来进行调整，且首先对中心椎体的方位进行调整，在此基础上对支腿的三维要素进行进一步的调整。在这一系列的调整工作均完成以后就可以开始对中心椎体以及上部机座上的焊缝进行点焊。在点焊的过程当中应该切实地保证上述已经调整好的参数不发生变化，并适当拧松支腿上的调整螺栓。

1.6安装机坑安装

机坑安装的圆度安装误差要求尽量控制在10mm以内，合缝错牙误差不大于2mm，中心误差的范围控制在±5mm以内，高程误差的范围同样控制在±5mm以内，方位角的安装误差应当控制在30′以内。除此之外，按照上文中明确给出的要求，在对机坑里衬进行中心的调整时应当以上文中安装完成的中心椎体作为基准来进行。

2.机组安装阶段的中心确定

在对机组安装阶段的中心进行确定的时候，应当从五个大的方面来着手进行，下文中详述之。

（1）水导轴承支架及下机架预安装。进行水导轴支架及下机架的预安装时，在进行下机架的安装时，必须先将下机架的四个基础与机架通过径向连接成为一个整体，在吊入到机坑以后，对下机架的三维坐标进行必要的联合初调，尽量使其达到厂家所给出的要求，在此基础上再对机架基础进行加固。在下机架和水导轴支架的预安装都完成以后，就将其从机坑中吊出，并及时进行下一步的水导轴承安装。

（2）水轮机主轴与水导轴承的安装。在水导轴承的安装过程中需要对安装定位的主轴进行测量和中心确定，机组在进行正式的回装时第一个部件应以水轮机为主轴。但在这一过程当中考虑到水导轴承整体采用的是筒式瓦结构形式，因此，主轴和水导轴就要求必须同时吊入到机坑之内。主轴和水导轴承转动油盆在安装间完成组装，然后再整体的吊入到机坑内，并用支撑架进行支撑和固定。对主轴的三维坐标进行确定，确定中心位置时应当以水导瓦架为基准，垂直度的要求控制在0.05m/mm以内，在垂直度满足要求以后，还需要进行喷嘴的测量和安装，最后还需要对轴线的情况做适当的调整。

（3）喷嘴法兰测量及喷嘴安装。喷嘴法兰测量和喷嘴安装是在水轮机主轴安装定位完成以后进行的，对于水机部分可以进行喷嘴调整垫的测量加工，对于发电机部分则需要进行定子、转子和上下机架的安装。厂家在设计的过程中会考虑到配水环管在混凝土浇筑时所可能引起的配水环管法兰变化，因此在其之间就应该适当的留出适当厚度的调整垫板。在进行喷嘴的安装之前，还需要以安装好的大轴下法兰为基准利用厂家提供的假喷嘴来进行其三维坐标的测量，并现场进行必要的调整，使得水平面与垂直面均符合要求为止，除此之外，喷嘴和转轮斗叶要保持对中，各转轮节实现相切且喷嘴和转轮水斗之间保持适当距离。在这一过程中，各个喷嘴之间相互的间距是通过配水环管网法兰的间距来予以保证，因此喷嘴在进行安装的时候就不需要再做调整。

（4）定子在进行安装时应当考虑以下机架为基准来进行中心调整，在这一安装和调整过程中，最为关键的环节就是对于定子高程和中心位置的调整，且在实际的调整过程中是先进行定子高程的调整，然后在此基础上进行定子中心的调整，定子中心的调整要对上下两个端面上的12个点一一进行检查，并在检查合格以后再拧紧定子的基础螺栓。由于水导轴承为筒式瓦结构，因此转子在吊入后对于中心的调整量是非常小的，因此定子的中心调整需要达到空气间隙的3%。

3.结语

本文主要是针对于冲击式机组的安装工艺进行了较为详尽的阐述，且在这一过程中着重强调了在安装过程中需要注意的一些重点问题，仅供同行参考。

参考文献：

[1]张玉敏.高水头冲击式机组导轴承安装的技术探讨[J].贵州水利发电，2009（8）[2]赵显忠.冶勒水电站立轴冲击式机组安装程序[J].水电站机电技术，2007（8）