第六章_卧式机组的安装

第四章卧式机组的安装本章内容水轮发电机组安装与检修概述卧式冲击式机组的安装贯流式机组的安装卧式混流式机组的安装第一节概述一、卧式机组的特点中小型电站常用卧式水轮发电机组，其轴线成一条水平线。通常水轮机装在轴线的一端（常称为后端），而发电机则装在轴线的另一端（前端），两者主轴直接连成一体并共同旋转。其主要特点有：结构简单，尺寸较小但转速更高。占地的面积较大，但只需要一层厂房，而且水下的结构简单，工程量较小。常装有飞轮，以增加机组的转动惯量，从而限制甩负荷时转速的上升速度。第一节概述二、卧式水轮发电机组的结构分类根据飞轮的位置、轴承座的个数和布置的不同，卧式水轮发电机组在结构上分为三类：四支点机组三支点机组两支点机组1、四支点机组水轮机和发电机各有两个轴承座支撑，飞轮设在水轮机主轴的中段，装在径向推力轴承与第一个径向轴承之间，供四个轴承支撑。四支点机组，水轮机主轴与发电机主轴由法兰或者联轴节连成一体。所以水轮机、发电机都可以单独安装定位。2、三支点机组将飞轮设在水轮机和发电机之间，两根主轴利用飞轮连接成整体，则机组的转动部分只需要三个轴承座就能支撑。三支点机组中发电机可以单独安装定位，但水轮机主轴是不能独立定位的。3、两支点机组如果把发电机主轴延长，将水轮机转轮就安装在轴的端部，整个机组就只有一根主轴，也就只需要两个轴承座支撑，这就形成了两支点机组。三种结构类型的比较：1、两支点机组结构最简单，主轴长度也最短。但是推力轴承受轴的长度限制，设计和安装都比较困难，它最适合没有轴向水推力的水斗式机组。2、四支点机组的轴线最长，制造和安装比较简单，小型机组采用得最多。3、容量较大的机组，缩短轴线长度成了重要问题，因此往往采用三支点的形式。但三支点机组主轴要在飞轮处连接，制造和安装的难度加大。第一节概述三、卧式水轮发电机组的安装特点第一节概述三、卧式水轮发电机组的安装特点1、埋设件安装卧式水轮发电机组的埋设件包括，混流式机组的蜗壳（含座环）、尾水管、轴承座、发电机底座，其中蜗壳（含座环）是安装工程的基准件；水斗式机组的埋设件，包括机座、轴承座、发电机底座等，都是在厂房内成水平方向布置的。其中水轮机机座作为安装基准件。安装时除了控制高程以外，更重要的是保证平面位置正确，尤其是各部件的相对距离要符合要求。第一节概述三、卧式水轮发电机组的安装特点2、机组的安装高程和轴线方位卧式水轮发电机组都以机组轴线高程作为安装高程。因此，机组安装过程中首要的问题是确定机组轴线，一般都要用标高中心架、求心架等拉出钢琴线来具体表达轴线。要确保轴线高程和平面方位符合要求。第一节概述三、卧式水轮发电机组的安装特点3、实际轴线的检查和调整卧式机组的轴线在理论上是一条水平直线，安装后的实际情况仍然由盘车过程来检查和调整。但盘车时主轴由径向轴承支撑着，轴线不是自由状态，这与立式机组不同，因而盘车的方法和计算也有差异。第二节卧式混流式水轮机的安装第二节卧式混流式水轮机的安装一、卧式混流式水轮机的结构特点和安装程序（一）结构特点1、金属蜗壳与座环作成整体。带有底座和地脚螺栓，是安装的基准件。蜗壳的进水口通过直角弯管与压力钢管的水平段相接。2、采用弯曲形尾水管。尾水管的弯管段在厂房地面以上，进口法兰与水轮机后端盖相连，而出口法兰与直立的尾水管直锥段相连。直锥段埋设在地面以下，直通尾水渠。3、座环的内腔由前，后端盖封闭，形成导叶和转轮的工作空间。主轴从前端盖中间穿出，两者之间设有主轴密封装置。密封装置一般用迷宫型结构，小型机组也有用填料涵的。第二节卧式混流式水轮机的安装卧式机组安装前的准备工作：作好设备验收，清点工作外，还要根据制造厂说明书和设计图纸对预埋的引水管口、尾水管预留孔位及各基础螺栓孔的位置进行测量检查，及早发现问题及时处理。卧式混流式水轮机安装的主要项目：埋设部分的安装蜗壳安装尾水管安装机座及轴承的安装水轮机转动部分的安装卧式混流式水轮机安装的主要程序：埋设尾水管直锥段。蜗壳连同弯管、压力管水平段的埋设。导水机构预装配。转动部分的组合、检查。安装轴承座、轴瓦研刮。水轮机正式安装。与发电机连轴，轴线检查及调整。安装附属装置。机组起动试运行。其中转动部分的组合、检查，导水机构的预装配和正式安装，主轴密封装置等的安装都与立式机组相近。而尾水管、蜗壳、轴承底座的埋设、轴承座的安装、轴瓦间隙的调整等项工作则与立式机组明显不同。以下只就这些部分进行介绍。第二节卧式混流式水轮机的安装一、埋设部件的安装卧式混流式机组埋设部分包括主阀、伸缩节、进水弯管。通常把这几件组合成一体，吊装就位后进行一次性调整，以减少调整工作量。调整合格后，加以固定，浇注二期混凝土。第二节卧式混流式水轮机的安装二、蜗壳的安装蜗壳通常与座环浇铸(焊)成整体，并与导水机构组装成整体到货的。蜗壳安装仍然是将这些部件分解清扫组装成整体后进行的，这样使部件组装更为方便，更能保证装配质量。蜗壳的吊装就位是在埋没部分的二期混凝土养护合格后进行的。为了保证连接质量，减少调整工作量，也可以与进水弯管、伸缩节、主阀连成整体一次调整，如下图所示。第二节卧式混流式水轮机的安装二、蜗壳的安装1、蜗壳垂直度的调整：蜗壳的垂直度，直接影响到机组轴线的水平以及转轮与固定止漏环的同心性，要严格控制。（1）方形水平仪法：用方形水平仪直接靠在蜗壳的加工面上测量。（2）吊线电测法：在靠近加工面2、4两点处悬吊一根钢琴线，用听声法测量2-2、4-4两点的距离。考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，因此，一般使蜗壳向顶盖方向倾斜0.05~0.1mm／m。2、蜗壳左右倾斜度的调整：蜗壳左右偏斜要求精度不高，可以用水平尺测量上1-3两点的水平度即可。如果偏斜太大，可用上图中支承架12上的7进行凋整。第二节卧式混流式水轮机的安装三、尾水管的安装（1）蜗壳调好后，为防止装尾水管及浇二期混凝土时使蜗壳变位，要对已调好的蜗壳进行临时加固，然后才能吊装尾水管。（2）在尾水渠内用方木搭设支架，吊入尾水管直锥段并以楔子板支撑。再吊入尾水管弯管段，通过位置调整与蜗壳及直锥段连接成整体。（3）在安装与调整过程中不要使蜗壳受力，以免把蜗壳拉偏。所以在尾水管调整过程中要靠钢支架和拉紧器承受其重量。在尾水管与蜗壳连接时以及浇注二期混凝土时，要严密监视蜗壳的垂直度。第二节卧式混流式水轮机的安装四、基础底板的安装（1）放置基础底板。初步按机组中心线和基准高程点把放置底板的地面凿毛，在适当的位置放上垫板，并在每块垫板上放上一对楔铁，找好楔铁顶面高程，然后把基础底板放在楔铁上。（2）挂钢琴线。待蜗壳的二期混凝土养护到一定强度后，拆下尾水管弯管段，在蜗壳的后法兰面上固定前求心器，在发电机后轴承座稍外一些焊上线架，在线架上固定后求心器(小刀架)。挂上钢琴线，以座环内镗孔为基准，用环形部件测中心的方法，调整钢琴线在机组中心上。第二节卧式混流式机组的安装四、基础底板的安装（3）调钢琴线水平。在基础底板上顺钢琴线架上机修直尺，用方形水平仪测量直尺的水平，用直尺下的楔铁调整直尺的水平，水平度控制在0.02mm／m以内。然后用游标高度尺测钢琴线距机修直尺两端的高度，如高度一致，则钢琴线就水平了。（4）调基础底板的位置。移动基础底板，使其中心线与钢琴线在一个垂直平面内。根据实测的转轮下环端面到推力盘摩擦面的尺寸确定底板的轴向位置。用精密水推仪或方形水平仪和游标高度尺测量底板的水平和高程。（5）调好后固定，浇基础底板二期混凝土。第二节卧式混流式机组的安装五、轴承的安装卧式机组有一个径向推力轴承和1~3个径向导轴承。径向推力轴承是由推力轴承和径向到轴承组合而成。它由分成上、下两半的筒式导轴承，分块瓦式的径向推力轴承，以及简化的反向推力轴承构成。用30号透平油润滑，油箱下部装有油冷却器。第二节卧式混流式水轮机的安装五、轴承的安装（一）安装轴承座第二节卧式混流式水轮机的安装五、轴承的安装（一）安装轴承座方法类似于基础板的安装。（1）在轴承座的上下结合平面上用框型水平仪测量轴承座的水平。（2）在基础板基本水平的情况下，对轴承座水平度的调整只能用增减它与基础板之间结合面垫片的方法。第二节卧式混流式水轮机的安装五、轴承的安装（二）导轴承的研刮和组装筒式导轴承必须组合成整体再在轴颈上研磨，并拆开来刮削，两半块之间的垫片用以调整导轴瓦总间隙（1）研刮时首先要检查和修整导轴瓦与轴承体的结合面，轴瓦背面必须有60%以上面积与轴承体很好结合，这可以涂上红丹粉再相互摩擦来检查。（2）上半块导轴瓦应与轴颈全面接触，要求每平方厘米1~2点。（3）下半块导轴瓦只在中心附近60°~90°范围内与轴颈接触，要求每平方厘米范围内2~3点，如下图所示。同时，轴瓦表面的油沟、油槽、边沿都应修刮成圆滑的斜坡。（4）机组未旋转时，主轴是由下半块导轴瓦支承的，导轴瓦静止状态的间隙如下图所示。顶部为设计总间隙，两侧间隙应均匀而且是顶部间隙的一半。轴承间隙调整需待机组轴线调整完毕后进行。（5）间隙的测量与调整方法A、塞尺法：下瓦间隙：暂不扣上上瓦块，用塞尺测量下瓦两端两侧间隙，同侧两端间隙应大致相等，误差不大于10％，最小间隙不应小于规定顶间隙的一半。不合要求，取出刮大。上瓦间隙：下瓦间隙调好后，以定位销定位，扣上上瓦，把紧上下瓦块组合螺栓。然后用塞尺检查顶间隙及上瓦侧间隙，其值应符合要求。顶间隙过小时，可在上下瓦组合缝处加紫铜片调整之。（5）间隙的测量与调整方法B、压铅法：上下瓦侧向间隙：其测量和调整与上述方法相同。上下瓦间顶间隙：利用在合缝处和轴颈顶上放电工用的保险丝，然后扣上上瓦，把紧螺栓，保险丝被压扁，再拆开上瓦，测被压扁保险丝的厚度来计算轴瓦顶间隙。保险丝直径约为顶间隙的1.5倍，长10-20mm。如下图所示。顶间隙过小时，可在上下瓦组合缝处加紫铜片调整之。（6）轴承正式安装轴瓦间隙合格后，正式装配轴承。用酒精把轴颈、轴瓦及油腔内部擦净，安装密封环及上轴承盖，然后安装轴承上的其他部件。第二节卧式混流式水轮机的安装五、轴承的安装（三）推力轴承的研刮和组装（1）主推力轴承：推力瓦块，经过推力销、抗重盘、调节螺栓由轴承体支承。由于推力瓦在轴线方向位置调整的余地很小，研刮推力块轴瓦时总要同时控制几个瓦厚度基本一致。推力轴瓦的研刮及受力调整，最终目的是保证各瓦受力均匀，主轴及推力盘在旋转时不发生轴向串动。机组盘车时用百分表检查，推力盘的轴向串动应不大于0.02mm。为了保证推力瓦和导轴瓦的工作表面互相垂直，细刮和精刮阶段总是把推力瓦、导轴瓦一起组装，并同时研磨的。第二节卧式混流式水轮机的安装五、轴承的安装（三）推力轴承的研刮和组装（3）导轴瓦端面上的巴氏合金层也就是反向推力瓦，除了上下两半对齐之外，一般没有研刮的要求。组装以后正向推力瓦与推力盘接触，反向推力瓦与反向推力盘之间应留下足够的轴向间隙由于机组运行时轴向水推力是指向尾水管的，将由正向推力瓦承受，反向推力轴承只在机组起动、停机等发生串动时才偶然受力。第二节卧式混流式水轮机的安装六、水轮机转动部分安装轴承座安装调整合格后，把水轮机轴和飞轮吊放在轴承座上，等待发电机转子吊入后起找正。水轮机转轮的安装要在盘车合格之后才能进行。第三节卧式水轮发电机的安装第三节卧式水轮发电机的安装卧式的水轮发电机，除容量很小的以外，都由底座、定子、转子、轴承座等组成。而且管道式通风冷却的占多数，其机坑与进、出风道相连。由于尺寸较小，转速较高，发电机定子和转子往往在厂内组装，经过试验后整体运到电站工地，安装工程相对简单。卧式发电机都是以水轮机轴线为准来安装的。第三节卧式水轮发电机的安装一、安装质量要求和基本程序（一）安装质量要求1、发电机主轴法兰按水轮机法兰找正时，偏心量不大于0.04mm，倾斜不大于0.02mm。2、以转子为准调整定子的位置，发电机气隙