周春野

(哈爾濱電氣國際工程有限責任公司，哈爾濱黑龍江　150046)

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向家壩左岸水輪機水導軸承安裝工藝

周春野

(哈爾濱電氣國際工程有限責任公司，哈爾濱黑龍江150046)

在水輪發(fā)電機組中，水導軸承是應用液體潤滑承載原理的機械機構(gòu)部件，它承受立式水輪機的全部軸系負荷。介紹了向家壩水輪機水導軸承結(jié)構(gòu)設計原理，通過水導軸承安裝工藝的介紹，特點難點的分析，為日后巨型機組水導軸承設計提供借鑒。

水輪機；水導軸承；結(jié)構(gòu)設計

0　引言

向家壩水電站位于四川省宜賓縣和云南省水富縣交界的金沙江峽谷出口處。電站以發(fā)電為主，同時改善上、下游通航條件，兼顧灌溉，防洪、攔沙，并具有為上游梯級進行反調(diào)節(jié)的作用。

向家壩水電站樞紐由攔河大壩、泄洪排沙建筑物、左岸壩后廠房、右岸地下廠房、左岸垂直升船機和兩岸灌溉取水口等組成。攔河大壩為混凝土重力壩，壩頂高程384 m，最大壩高162 m，壩頂長度909.26 m。左岸壩后廠房位于溢流壩左側(cè)，右岸地下廠房位于右岸壩肩上游山體內(nèi)，左右岸各裝機4臺水輪發(fā)電機組，單機容量為800 MW，向家壩水電站總裝機容量6 400 MW，多年平均發(fā)電量307.5億kWh[1]。

對于水輪機運行的功能來說，水導軸承的形式會對其產(chǎn)生直接影響，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展使得水導軸承也有了新的變化。傳統(tǒng)的水導軸承在運行過程中缺乏一定的平穩(wěn)性和安全性。作為一種新型軸承結(jié)構(gòu)，水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承在巨型水輪機向家壩機組得到了應用，并且運行平穩(wěn)，所取得的效果非常顯著，是一種比較理想的軸承結(jié)構(gòu)。本文就通過對水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承進行分析，從而探討了新型水導軸承的安裝工藝。

1　水導軸承結(jié)構(gòu)特點

水輪機水軸承系統(tǒng)是水輪機組運用液體潤滑承載原理的機械機構(gòu)部件，它承受立式水輪機的全部軸系負荷。其結(jié)構(gòu)復雜，對機組運行狀況有很大的影響。向家壩水輪發(fā)電機組為立軸、半傘式、混流式、三導軸承結(jié)構(gòu)，設兩段軸，推力軸承位于下機架上，三導軸承分別為上導、下導、水導，發(fā)電機冷卻方式為全空冷[2]。水導軸承為分塊瓦、稀油外循環(huán)潤滑巴氏合金瓦，共12塊，見圖1所示。水導瓦座與密封環(huán)將水導油箱分為上下兩個部分，頂蓋上另設外油箱，機坑里襯側(cè)面設水導油冷卻器，外加油泵強迫油循環(huán)冷卻。

圖1　水導軸承結(jié)構(gòu)圖

水輪機主要技術特性如表1。

表1　水輪機主要技術參數(shù)

2　水導軸承安裝工藝

2.1安裝前具備的條件

1) 水導軸承支撐預裝完成。

2) 在下機架吊裝前，將水導軸承及其附件按照順序吊入安裝位置放置。

3) 正式安裝在機組盤車完成后進行。

2.2專用工器具、工裝準備

1) 需要清點、檢查的專用工器具有：管路清洗泵等。

2) 需要制作、準備的工裝有：悶蓋，堵絲、打壓等設備。

2.3安裝流程見圖2。

2.4安裝具體工藝流程

按照圖紙水導軸承部件的安裝部位依次將各部件吊入機坑放置，水導軸承支架吊入后用把和螺栓臨時固定在頂蓋上。

2.4.1水導軸承支架安裝

1) 清掃軸瓦支撐架與頂蓋配合面，去除尖角毛刺、高點。

2) 安裝水導軸承支架，穿入定位銷釘，按圖紙要求預緊力矩對稱緊固其與頂蓋的把合螺栓，檢查瓦架到主軸的距離滿足圖紙要求。

圖2　安裝流程

2.4.2水導抱瓦安裝

1) 按照設計圖紙分布位置在主軸安裝水導瓦，抱瓦間隙為0.30±0.02 mm。

2) 水導軸瓦抱瓦間隙用楔子板進行調(diào)整，用楔子板推動軸瓦緊貼主軸(在主軸上架設百分表檢測)。

3) 提升楔子板，根據(jù)計算，調(diào)整板的斜率為0.02 mm/mm，將楔子板提升15 mm(用深度尺測量)，保證0.30 mm抱瓦間隙。

2.4.3擋油環(huán)、下?lián)跤铜h(huán)安裝

1) 擋油環(huán)分8瓣到貨，先組成整圓后由底板托起，底板和軸承支架用螺栓把合。

2) 按照圖紙要求將下?lián)跤铜h(huán)組成整圓，下?lián)跤腿Π惭b位置為阻油環(huán)下40 mm，安裝到位后打孔，用鋼球和頂絲將下?lián)跤铜h(huán)安裝在主軸上。

2.4.4油箱安裝

1) 下油箱由擋油筒和油箱底板組成。擋油筒為整體結(jié)構(gòu)，用千斤頂和木塊頂起擋油筒，在連接面密封槽放入適當?shù)摹癘”型圈后和水導軸承支架用螺栓把合，把合螺栓涂抹螺栓緊固膠。

2) 油箱底板分為6塊，先組成整體，組合面涂抹平面密封膠，安裝定位銷釘和把合螺栓，用力矩扳手按照設計要求扳緊。

3) 清掃下游箱內(nèi)所有區(qū)域，頂起油箱底板，安裝“O”密封圈后與擋油筒用螺栓把和，用力矩扳手按照設計要求把緊。

4) 檢查下油箱與主軸間隙并驗收。

2.4.5擋油環(huán)、油箱蓋板安裝

1) 上擋油環(huán)安裝位置為水導瓦上170 mm，安裝方法與下?lián)跤铜h(huán)相同。

2) 清掃整個油槽，將油箱蓋板組合成整體與軸承支架把和，連接面放“O”型密封圈，按照設計要求用力矩扳手扳緊螺栓。

2.4.6冷卻器安裝

1) 按照設計要求對冷卻器進行壓力試驗，試驗壓力為1.5倍額定工作壓力，保壓30 min，檢查是否滲漏。

2) 按照圖紙設計要求安裝冷卻器。

3) 冷卻器球閥位置按照圖紙設計要求安裝過濾器。

4) 有水調(diào)試完成后打開過濾器并清掃濾網(wǎng)。

2.4.7油泵及油管路安裝

1) 按照圖紙設計要求安裝油泵，由電氣專業(yè)人員調(diào)試油泵。

2) 按照圖紙要求配制管路，對配置管路編號后拆除。拆除管路，用氬弧焊進行焊接。

3) 按照水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范安裝國標GB/T 8564—2003水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范要求

進行壓力試驗。

4) 按照設計要求清掃管路，按照配制時編號正確回裝管路。

2.4.8自動化元件安裝

按照圖紙要求進行安裝自動化元件。

3　結(jié)語

綜上所述，和傳統(tǒng)的水導軸承結(jié)構(gòu)相比，水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承在巨型水輪機組能夠得到更好的應用。目前已安裝完投入運行的向家壩左岸1號機組頂蓋x、y向水平振動均小于5 μm，垂直振動小于8 μm; 水導擺度小于158 μm；水導瓦溫穩(wěn)定在43.3～44.8 ℃ 之間，其運行穩(wěn)定可靠。證明向家壩左岸水輪機水導軸承結(jié)構(gòu)設計合理，安裝工藝流程簡單，提高安裝效率。這種新型水導軸承為其他巨型水輪機水導軸承設計安裝提供一定的借鑒經(jīng)驗。

[1]林太舉. 向家壩巨型水輪發(fā)電機組特點及安裝[J]. 水電站機電技術，2013(1)：1-6.

[2]白延年. 水輪發(fā)電機設計與計算[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1990.

周春野，1983年生， 本科，機械設計制造及自動化專業(yè)，工程師，主要從事電站安裝方面的管理和研究。