黃 金 龍， 何 仕 明

(1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610016；2.中國水電建設(shè)集團(tuán)圣達(dá)水電有限公司，四川 樂山 614013)

1 概 述

安谷水電站水輪發(fā)電機(jī)組由東方電機(jī)廠制造，單機(jī)容量為190 MW，是目前國產(chǎn)單機(jī)容量最大的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組。轉(zhuǎn)輪直徑為8.65 m，葉片數(shù)為5個(gè)，采用活塞缸在轉(zhuǎn)輪體下方帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的缸動(dòng)式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪操作油壓為6.3 MPa。受設(shè)備運(yùn)輸?shù)南拗?，采用在廠內(nèi)預(yù)裝配與試驗(yàn)、再分解、運(yùn)抵工地后進(jìn)行組裝與試驗(yàn)的方式。

安谷水電站轉(zhuǎn)輪葉片材料為鑄鋼ZG06Cr13Ni5Mo，采用VOD精煉鑄造，數(shù)控加工。葉片采用內(nèi)外裙邊結(jié)構(gòu)。葉片密封采用雙向多層“V”型密封，可防止油和水雙向滲漏。轉(zhuǎn)輪體由ZG20SiMn鑄造，過流面鋪焊不銹鋼，厚度不小于5 mm。轉(zhuǎn)輪在廠內(nèi)做靜平衡試驗(yàn)、油壓試驗(yàn)、密封性能試驗(yàn)，以保證其動(dòng)作靈活，密封性能可靠。轉(zhuǎn)輪零件運(yùn)輸?shù)焦さ卦诠さ亟M裝，然后用專用試驗(yàn)裝置進(jìn)行操作和密封性能試驗(yàn)。

2 轉(zhuǎn)輪組裝總體工藝流程

轉(zhuǎn)輪組裝總體工藝流程見圖1。

2.1 轉(zhuǎn)輪體的布置與翻身

(1)布置轉(zhuǎn)輪組裝場地，將轉(zhuǎn)輪組裝支墩按方位標(biāo)示安裝在基礎(chǔ)板上并進(jìn)行調(diào)平、固定，確保其可靠性。

(2)安裝專用吊具，利用轉(zhuǎn)輪體翻身工具將轉(zhuǎn)輪翻身180°，倒置于組裝支墩上，在支墩與轉(zhuǎn)輪體之間加入等厚的銅墊片，以保護(hù)法蘭面。

(3)測量轉(zhuǎn)輪體水平，通過調(diào)整底部楔子板或調(diào)整墊進(jìn)行調(diào)整，使其水平度滿足零部件裝配要求，法蘭面水平應(yīng)不大于0.05 mm/m。

圖1 組裝工藝流程圖

但要注意的是：轉(zhuǎn)輪組裝支墩的方位非常重要。因?yàn)榇笮蜋C(jī)組轉(zhuǎn)輪吊裝多為雙鉤抬吊，支墩方位若偏差過大，將導(dǎo)致吊點(diǎn)不垂直。

2.2 轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部的清掃

轉(zhuǎn)輪體倒置調(diào)整水平后，拆除轉(zhuǎn)輪體上、下法蘭面專用吊具，用面團(tuán)、酒精清掃轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部各部位，其應(yīng)無高點(diǎn)、毛刺及雜物并保持內(nèi)部的清潔度。

但要注意的是：此時(shí)轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部的清潔非常重要。因?yàn)楫?dāng)樞軸、連桿、拐臂等部件吊入轉(zhuǎn)輪體后，內(nèi)部空間非常狹小以至于無法開展清掃工作。

2.3 安裝活塞桿

(1)檢查活塞桿，其表面不應(yīng)有高點(diǎn)、毛刺，將整根活塞桿仔細(xì)清掃干凈。

(2)裝上活塞桿吊具，調(diào)整活塞桿水平與垂直度，使其滿足設(shè)計(jì)和安裝要求。

(3)吊裝之前，將環(huán)形鍵套在轉(zhuǎn)輪體上并與活塞桿接觸，在活塞桿螺栓孔處涂上少量絲扣脂。

(4)按出廠方位標(biāo)記，將活塞桿吊入轉(zhuǎn)輪體中。吊裝過程中，注意活塞桿不得與任何物體，特別是防止其與轉(zhuǎn)輪體相碰。

(5)活塞桿就位后，檢查其水平、垂直及方位，活塞桿內(nèi)軸套中心應(yīng)與轉(zhuǎn)輪體上葉片孔銅瓦的中心同心。

2.4 安裝聯(lián)接螺栓

對稱方向從轉(zhuǎn)輪體下部穿上所有的聯(lián)接螺桿(絲扣須涂絲扣脂)，對稱擰緊所有雙頭聯(lián)接螺桿。檢查活塞桿的水平、垂直度應(yīng)滿足要求；檢查活塞桿與轉(zhuǎn)輪體接觸面間隙應(yīng)無間隙，局部間隙不超過0.05 mm。利用液壓扳手預(yù)緊所有雙頭聯(lián)接螺桿，應(yīng)對稱分次進(jìn)行緊固，同時(shí)監(jiān)測活塞桿水平、垂直度和活塞桿與轉(zhuǎn)輪體接觸面間隙變化情況，其應(yīng)無明顯變化，并最終按照設(shè)計(jì)要求擰緊所有螺栓，安裝其他零部件。

2.5 安裝拐臂與連桿機(jī)構(gòu)

檢查銷釘及銷釘孔，用酒精清洗干凈，其表面應(yīng)無高點(diǎn)、毛刺，按編號進(jìn)行裝配。裝配完后，在拐臂、連桿機(jī)構(gòu)的上方各掛一個(gè)導(dǎo)鏈，用橋機(jī)將其吊起，檢查各接觸面應(yīng)無高點(diǎn)、毛刺并將其清掃干凈后，按編號順序依次吊入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)就位。用連桿固定工具、楔子板、千斤頂進(jìn)行調(diào)整，使拐臂中心與葉片孔銅瓦及活塞桿內(nèi)軸套同心。

但要注意的是：每吊裝一個(gè)設(shè)備，均應(yīng)用面團(tuán)、酒精清掃一次轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部，保持其內(nèi)部干凈。圖紙一般為正視圖，安裝為倒裝，注意方向。

2.6 安裝樞軸

清掃樞軸，用專用平衡吊具按編號逐個(gè)吊起樞軸，裝入銷釘。采用在橋機(jī)吊鉤上掛載兩個(gè)導(dǎo)鏈的方法調(diào)整樞軸水平，對正轉(zhuǎn)臂銷孔，插入轉(zhuǎn)輪葉片轉(zhuǎn)臂至活塞桿軸套內(nèi)，在樞軸螺孔內(nèi)套上定位套，擰緊固定螺栓，將樞軸與轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)輪體緊緊連成一體以防滑動(dòng)。拆除樞軸專用平衡吊具和轉(zhuǎn)臂的支撐、頂緊工具。

2.7 安裝活塞缸

檢查活塞缸應(yīng)無高點(diǎn)、毛刺，用酒精與面粉將其清掃干凈，裝上專用吊具，連桿銷插入活塞缸銷孔中一半位置并用繩捆牢。用橋機(jī)將活塞缸吊至活塞桿上方，調(diào)整其水平(應(yīng)不大于0.05 mm/m)，并與活塞桿同心，套入到活塞桿中。在活塞桿凸出部位墊上銅片，活塞缸套入活塞桿后，利用支撐千斤頂和活塞缸上的提升螺桿依次提升連桿，調(diào)整連桿銷孔，使之與活塞缸銷孔同心后，打入連桿銷，安裝葉片卡環(huán)和鎖定環(huán)。

2.8 安裝導(dǎo)向滑塊

按照編號安裝導(dǎo)向滑塊，檢查滑塊與活塞缸的同心度和間隙，保證滑塊與活塞缸缸體之間的單邊間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.9 安裝活塞

利用千斤頂調(diào)整活塞缸，將操作機(jī)構(gòu)調(diào)整到中間位置后再安裝活塞。利用專用吊具吊裝活塞，沿軸線X、Y方向各布置一臺(tái)導(dǎo)鏈，橋機(jī)起吊后，利用導(dǎo)鏈調(diào)整活塞水平?；钊醯交钊麠U上方后，調(diào)整活塞與活塞桿同心度，緩緩下落活塞，當(dāng)活塞快到達(dá)活塞環(huán)處時(shí)，沿活塞環(huán)周圍徑向均勻向內(nèi)用力，使活塞環(huán)受力向內(nèi)收縮，以便活塞順利沿活塞桿和活塞缸內(nèi)壁滑下。注意活塞落到活塞環(huán)處時(shí)速度一定要非常緩慢，以防止活塞壓到活塞環(huán)上時(shí)使活塞環(huán)斷裂。

2.10 安裝活塞附件

活塞安裝到位，打上圓柱銷釘后即可套上活塞桿下部的活塞桿軸套，裝上活塞缸卡環(huán)和活塞缸擋環(huán)。在安裝活塞桿軸套前需清除高點(diǎn)、毛刺并清掃干凈。安裝完后，最后安裝活塞缸蓋，吊裝方法與活塞缸相同。安裝過程中，要保護(hù)好密封圈，防止其被擠偏或剪斷。

應(yīng)當(dāng)注意的是：檢查活塞缸與翻身吊具的方位。一般情況下，吊具不參與廠內(nèi)預(yù)裝。

2.11 轉(zhuǎn)輪體翻身

(1)安裝翻身架、吊具：按照設(shè)計(jì)圖紙要求安裝轉(zhuǎn)輪翻身架、起吊工具及翻身滾軸，進(jìn)行可靠加固并檢查其可靠性。

(2)轉(zhuǎn)輪翻身：確認(rèn)活塞缸處于葉片全關(guān)時(shí)的位置，拆除轉(zhuǎn)輪施工臨時(shí)裝置，徹底清掃轉(zhuǎn)輪體內(nèi)部，利用吊具將轉(zhuǎn)輪體吊到翻身架上；檢查轉(zhuǎn)輪體與翻身架的接觸情況，做好安全措施，利用橋機(jī)和轉(zhuǎn)輪體的自重作用使轉(zhuǎn)輪體沿支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)輪體翻身工作。

(3)安裝泄水錐：安裝轉(zhuǎn)輪體吊具，拆除翻身用工器具；安裝轉(zhuǎn)輪上、下泄水錐及排油閥，并對排油閥做煤油滲漏試驗(yàn)。

(4)將轉(zhuǎn)輪體整體吊至轉(zhuǎn)輪組裝工位的支墩上，調(diào)整后進(jìn)行下一步工作。

2.12 按照設(shè)計(jì)圖紙安裝轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的操作油管及反饋裝置

操作油管安裝前，必須將其清理干凈，尤其是油管內(nèi)部的焊渣、鐵屑，清理干凈后封住管口，防止二次污染。

2.13 安裝葉片

(1)葉片安裝前，檢查葉片螺栓與葉片螺栓孔，葉片上面不得有高點(diǎn)、毛刺且須進(jìn)行研磨。研磨完后，每顆螺栓與螺栓孔要進(jìn)行試配，螺栓應(yīng)能輕松用手完全擰進(jìn)每顆螺栓孔中并做好記錄編號。安裝過程中，所有葉片螺栓及葉片螺栓孔均應(yīng)涂上高溫絲扣脂(二硫化鉬)。

(2)采用三點(diǎn)起吊吊裝葉片，葉片上部的法蘭中間螺栓孔與葉片翼尖兩邊均裝上專用吊具，掛上導(dǎo)鏈，葉片裝上定位銷釘，按號在葉片上部法蘭裝入2個(gè)葉片螺栓，下部裝入1個(gè)葉片螺栓。將葉片密封件(雙向多層的“V”型密封)按圖紙的安裝順序套在葉片軸上。橋機(jī)起吊將其基本吊至適當(dāng)位置后，利用葉片上的3臺(tái)導(dǎo)鏈調(diào)整葉片的方位與水平，對準(zhǔn)樞軸銷釘孔，按編號插入轉(zhuǎn)輪體葉片軸孔內(nèi)，將葉片與樞軸慢慢拉靠。拉攏后，螺栓用專用扳手打緊，從旁邊螺栓孔中用塞尺檢查葉片法蘭頸與樞軸法蘭接觸面0.05 mm塞尺通不過，穿上其它葉片螺栓并打緊。在打緊過程中注意觀察，防止葉片螺栓與葉片螺栓孔出現(xiàn)發(fā)粘現(xiàn)象。葉片螺栓打緊后，在葉片翼尖兩邊下方分別支起葉片支墩，用20 t千斤頂使葉片翼尖稍微受力后即可摘鉤，進(jìn)行下一個(gè)葉片的安裝，安裝方法依此類推。

(3)利用廠家提供的專用呆扳手和專用液壓扳手緊固葉片螺栓并進(jìn)行預(yù)緊工作。按要求先用液壓扳手對葉片聯(lián)接螺桿對稱進(jìn)行初始預(yù)緊工作，初始預(yù)緊力的大小為最終緊固力的50%。利用測量伸長值或擰緊力矩的大小控制緊固力。必須注意擰緊的力度，防止用力過大損傷葉片。

注意：葉片螺栓為不銹鋼細(xì)牙螺栓，極易發(fā)生粘扣，因此，螺栓、螺栓孔必須清理干凈。擰緊過程需十分小心，擰進(jìn)困難時(shí)需立即退出檢查、清掃。

(4)根據(jù)編號安裝葉片密封壓環(huán)，壓環(huán)待整圈形成后，均勻把緊壓環(huán)螺栓，壓環(huán)不得突出轉(zhuǎn)輪體表面。測量密封壓環(huán)與轉(zhuǎn)輪體及葉片法蘭外緣之間的間隙。測量密封壓環(huán)與轉(zhuǎn)輪體及葉片之間的錯(cuò)牙。

2.14 壓力試驗(yàn)

轉(zhuǎn)輪壓力試驗(yàn)分為兩部分：一是轉(zhuǎn)輪內(nèi)腔保壓試驗(yàn)；二是葉片動(dòng)作試驗(yàn)。

(1)內(nèi)腔保壓試驗(yàn)：按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對轉(zhuǎn)輪內(nèi)腔進(jìn)行整體保壓，檢查轉(zhuǎn)輪各密封部位有無滲漏。試驗(yàn)壓力、保壓時(shí)間及壓力下降量與漏油量均應(yīng)滿足要求。

(2)動(dòng)作試驗(yàn)：按設(shè)計(jì)要求，做葉片全行程動(dòng)作試驗(yàn)，以檢查葉片起、終點(diǎn)位置和動(dòng)作的同步性，檢查不同位置葉片之間的距離差；檢查葉片動(dòng)作時(shí)葉片密封滲漏情況。

(3)轉(zhuǎn)輪油壓試驗(yàn)。其主要檢查項(xiàng)目及基本要求見表1。

(4)其它工作：葉片油壓試驗(yàn)完成后，拆除油壓試驗(yàn)用管路和閥門；采用環(huán)氧樹脂填平葉片密封裝置的壓環(huán)螺栓孔。安裝、焊接葉片法蘭螺栓孔不銹鋼堵板，堵板應(yīng)與葉片表面平滑過渡，焊縫應(yīng)磨平平滑。

注意：進(jìn)行槳葉動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，恒壓腔為封閉狀態(tài)(機(jī)組正常運(yùn)行為開放狀態(tài))，內(nèi)部壓力會(huì)突然升高破壞密封，因此，在動(dòng)作槳葉時(shí)需密切監(jiān)視恒

壓腔壓力并及時(shí)泄壓。

表1 轉(zhuǎn)輪油壓試驗(yàn)的主要檢查項(xiàng)目及基本要求表

3 結(jié) 語

軸流轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪組裝的最大特點(diǎn)是部件數(shù)量多、空間狹小，組裝后需進(jìn)行壓力試驗(yàn)與動(dòng)作試驗(yàn)。首先，在轉(zhuǎn)輪體倒置的情況下安裝活塞桿、活塞缸、拐臂、樞軸，在轉(zhuǎn)輪翻身后，連接轉(zhuǎn)輪體與泄水錐，安裝葉片與葉片密封，然后進(jìn)行對泄水錐和轉(zhuǎn)輪輪轂的密封保壓試驗(yàn)及轉(zhuǎn)輪葉片動(dòng)作試驗(yàn)。

在安裝過程中，對于清潔衛(wèi)生一直需要特別關(guān)注，一方面是設(shè)備本身的毛刺、高點(diǎn)要剔除，另一方面是施工人員自帶的工器具、手機(jī)、鑰匙等物品一旦掉入不易被發(fā)現(xiàn)，因此，轉(zhuǎn)輪安裝人員不得攜帶不必要的物品進(jìn)入轉(zhuǎn)輪內(nèi)部。由于轉(zhuǎn)輪零部件多、運(yùn)動(dòng)部件多，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部螺栓的穩(wěn)定性尤為重要，必須按廠家要求的鎖定或點(diǎn)焊固定。轉(zhuǎn)輪密封是轉(zhuǎn)輪安裝成敗的關(guān)鍵因素，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，密封的形式更新?lián)Q代很快，因此，密封安裝一定要遵循廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)，正確安裝。

該工藝以大渡河安谷水電站為藍(lán)本，總結(jié)和歸納了超大型轉(zhuǎn)輪安裝過程中遇到的一些重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)，同時(shí)吸取了水電前輩們的成功經(jīng)驗(yàn)，希望對今后的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組安裝提供一些力所能及的幫助。