曾志輝

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 實施項目簡介

長龍山抽水蓄能電站裝機規(guī)模2 100 MW（6×350 MW），其中1～4號機組為立軸空冷懸式水輪發(fā)電機組，機組額定轉速500 r/min，額定水頭710 m。發(fā)電電動機軸系采用一根軸結構，通過聯(lián)軸螺栓與水輪機軸相連。導水機構由底環(huán)、頂蓋、活動導葉、控制環(huán)、導葉拐臂、接力器及操作機構等組成，其中底環(huán)為整體到貨，頂蓋為分瓣結構，分2瓣。頂蓋與座環(huán)之間采用螺栓把合?；顒訉~共16個?；顒訉~軸承采用自潤滑材料，不需再設潤滑系統(tǒng)。每臺機設2個接力器通過控制環(huán)操作導水葉。轉輪為不銹鋼鑄焊結構。

表1 主要安裝設備工程量

2 質量控制

（1）底環(huán)安裝高程偏差≤±0.2 mm，底環(huán)抗磨板水平度≤0.15 mm，底環(huán)腔密封性能試驗0.7 MPa，保壓30 min無滲漏。

（2）上、下止漏環(huán)同心度≤0.10 mm，導葉安裝后均能靈活轉動；導葉端面總間隙為0.5～0.7 mm。

（3）安裝后上止漏環(huán)對稱方向間隙偏差≤0.1 mm，無常見機電安裝質量“頑癥”出現(xiàn)。

（4）頂蓋組合縫錯牙與間隙滿足國標要求，上固定止漏環(huán)圓度≤0.07 mm，同心度≤0.05 mm，各預緊螺栓伸長值或預緊力偏差為0～7%。

3 資源管理與投入

導水機構安裝由項目部統(tǒng)一管理，項目部各級管理（技術、質量、安全、生產）人員對施工各工序全面、全過程參與控制；嚴格執(zhí)行質量三檢制度，加強過程控制，施工中的每道工序均須嚴格要求，每道工序完成后，均由監(jiān)理和廠家代表檢查驗收，而后進行下一道工序的施工，及時收集、整理施工資料，并規(guī)范歸檔。導水機構的現(xiàn)場施工人員及設備配置見表2。

表2 主要設備及施工人員配置表

4 導水機構安裝過程簡述

常規(guī)安裝程序為：零部件清洗檢查→導水機構預裝→導水機構拆除→轉輪吊裝→導水機構正式安裝→導葉間隙調整→附件及管路安裝，本次優(yōu)化施工工序，將轉輪參與導水機構預裝，預裝后各部件不再拆除，安裝程序為零部件清洗檢查→底環(huán)安裝→轉輪吊裝→導水機構安裝→導葉間隙調整→附件及管路安裝。

工序優(yōu)化節(jié)省了導水機構預裝工期15 d，剩余底環(huán)安裝及二期混凝土澆筑工期為35 d，轉輪安裝工期為5 d，導水機構安裝工期為25 d，導葉間隙調整工期8 d，共計73 d。

4.1 施工準備

（1）人、材、機準備就緒，根據已批復的施工方案，組織施工人員、技術質量和安全人員進行安全技術交底工作，熟悉施工工藝、技術要求、質量標準、安全措施和文明施工措施等內容。

（2）場地布置。合理規(guī)劃施工機具、移動照明以及隔離安全護欄，規(guī)劃各部件的擺放區(qū)域并張貼標識，孔洞區(qū)域設置臨邊護欄，布置安全的施工通道。

（3）測量放樣。放置縱橫中心線，標高基準點，嚴格按一級放樣、兩級程序驗收，要求基準線放樣準確，將機組X、Y軸線上的中心線標記到座環(huán)的上、下環(huán)板上和機坑里襯上，做好標記，作為機組安裝方位的基準。測量座環(huán)刻線與機組中心線偏差。

（4）技術交底。根據已批復的施工方案，由技術負責人或方案編制人員進行質量、安全、技術交底，交底應逐級進行，直至交底到全部施工作業(yè)人員。并留有書面技術交底記錄，交底人和被交底人均要簽字。

4.2 機坑及部件清掃與測定

清除蝸殼內部的積水、淤泥、異物等，然后用軸流風機吹干。清掃加工的座環(huán)法蘭面，用鋼絲輪去除法蘭面上的銹跡異物，清除座環(huán)各螺栓內的鐵屑、毛刺、混凝土等異物。針對機坑里襯的管路先拆除堵板，用高水頭由機坑內向外對管路（逐根）進行全面沖洗，應暢通并無異物，同時查驗管路的進出口位置應符合圖紙要求，沖洗前應通知監(jiān)理、廠家進行旁站驗收。

將機組X、Y軸線上的中心線標記到座環(huán)的上、下環(huán)板和機坑里襯上，做好防護標記，作為機組安裝方位的基準。用精密水準儀測量并記錄各固定導葉中心線的絕對高程，計算平均值。以此平均值作為導水機構安裝中心線，即機組安裝高程基準。將高程基準標記在機坑里襯或專用的高程標記板上，并做好保護，作為以后機組安裝的高程基準點。電測法測量座環(huán)上、下鏜口、底環(huán)止漏環(huán)內徑，以底環(huán)止漏環(huán)最下環(huán)中心確定機組中心。復核接力器基礎板法蘭面與座環(huán)法蘭面的高差、基礎板法蘭中心相對機組X、Y軸線的距離，應符合驗收要求。

4.3 導水機構安裝方法

（1）底環(huán)安裝

清掃底環(huán)與座環(huán)的組合面，經檢查無毛刺和高點，吊裝底環(huán)通過機坑里襯上段進入水輪機室。底環(huán)進入水輪機機室后，調整底環(huán)的方位、水平度和中心，現(xiàn)場粘接、安裝密封圈，根據廠內標記對正X、Y基準線，以座環(huán)為基準調整底環(huán)方位偏差＜3 mm，綜合方位偏差＜1.5 mm。以座環(huán)上環(huán)為基準，采用機組中心掛鋼琴線的方法測量下止漏環(huán)安裝立面與座環(huán)的同心度，符合要求后緊固底環(huán)與座環(huán)把合螺栓。

螺栓緊固完畢后，復測底環(huán)水平＜0.15 mm；檢查底環(huán)與座環(huán)、肘管的中心和同心度，緊固螺栓過程中未發(fā)生位移，將螺栓緊固到位。底環(huán)固定螺栓全部緊固完成后，底環(huán)與座環(huán)單邊徑向間隙為0.25～0.60 mm；檢查底環(huán)下平面與座環(huán)軸向間隙為0.1～0.4 mm，最終按照1 700 N·m緊固螺栓時已涂抹螺紋鎖固膠。

現(xiàn)場安裝完成后對組合密封進行水壓試驗（試驗壓力0.7 MPa），保壓30 min無滲漏和壓降，經驗收合格后進行錐管焊接工作和二期混凝土澆筑，在澆筑過程應架設百分表密切監(jiān)測底環(huán)抬動量，及時改變澆筑方向。在養(yǎng)護完成后復測底環(huán)安裝參數，滿足要求后安裝下止漏環(huán)及其附件。下止漏環(huán)最下環(huán)中心將定為以后整個機組的基準中心，底環(huán)止漏環(huán)安裝驗收完成后將止漏環(huán)中心、座環(huán)高程返點到發(fā)電機室；將底環(huán)止漏環(huán)中心返到底環(huán)泄流環(huán)位置，為后續(xù)調整上止漏環(huán)、頂蓋、發(fā)電機部件做準備，基準點做好相關標記和防護。

（2）轉輪吊裝與調整

對轉輪進行徹底的清掃，各加工面的油脂、污物、銹蝕及毛刺已清除干凈；檢查各精密加工面無銹蝕、劃痕等缺陷。

在底環(huán)下環(huán)處放置4對楔子板，其高程偏差小于1 mm，考慮到水發(fā)聯(lián)軸時存在10 mm止口，楔子板的厚度滿足轉輪吊入機坑就位后其高程比實際高程低約10 mm的要求，同時楔子板的搭接長度大于楔子板長度的2/3。將轉輪吊入機坑，注意避免碰傷止漏環(huán)，就位后調整轉輪水平，最終轉輪上法蘭水平小于0.02 mm/m。

（3）頂蓋在機坑內組裝、懸掛

將分瓣的頂蓋吊放在布置好的支墩上，檢查頂蓋組合面已清理干凈，且無高點和毛刺。將14個中軸套裝配就位，頂蓋組合縫處的兩個中軸套暫不安裝，避免影響頂蓋組合螺栓預緊，為防止中軸套與導葉間的密封增大頂蓋安裝的難度，中軸套密封件待頂蓋就位后安裝。

將兩瓣頂蓋依次吊入機坑，放置于臨時支墩上。在第二瓣頂蓋進入機坑內并完成調平工作后，安裝組合面密封條，密封條使用黃油臨時固定在組合面密封槽內，經各方聯(lián)合驗收后，進行兩瓣頂蓋的組合拼裝。在拼裝過程時刻觀察密封，防止密封圈脫落，緩緩調整兩瓣頂蓋的相對位置，控制組合法蘭面間距離在20 mm左右且平行，調整頂蓋組合法蘭面銷孔的錯牙以及頂蓋各加工面無錯牙，裝入頂蓋分瓣面定位銷子，依次裝入頂蓋組合螺栓、螺母將兩瓣頂蓋組裝成整體，緊固力矩為設計力矩的50%時再次檢查頂蓋加工面錯牙、頂蓋分瓣面的間隙滿足要求，對稱分兩次拉伸組合縫把合螺栓，并記錄伸長值。

完成后按照施工方案安裝上止漏環(huán)及其附件，電測法測量上止漏環(huán)與頂蓋同心度≤0.1 mm。

安裝頂蓋吊具，將頂蓋整體吊起，用M80×6的螺柱及六角螺母將頂蓋懸掛到機坑內，螺母已采取防松措施和防護措施。

（4）活動導葉安裝

將底環(huán)上平面及各導葉下軸套清理干凈，在密封和密封槽內涂抹潤滑脂，安裝軸套密封條；在導葉和頂蓋上安裝導葉吊裝工具，導葉吊裝過程中鋼絲繩與頂蓋接觸面用橡膠板進行全面的保護，橡膠板固定牢靠；按照導葉和頂蓋對應編號吊裝導葉。安裝完成后轉動全部導葉置于全關位置，用框架水平儀檢查導葉的垂直度不超過設計值，用塞尺檢查導葉與底環(huán)抗磨板的間隙小于0.05 mm，然后用寬膠帶封住防止異物進入。

（5）頂蓋安裝

對頂蓋和轉輪、底環(huán)、導葉等部位全面清掃，經檢查符合要求后安裝吊具，將頂蓋緩緩下落到足夠低的位置時，清掃頂蓋密封面，粘接并安裝密封，并利用手拉葫蘆調平頂蓋，旋轉對正方位，使頂蓋上的中軸套孔對準導葉，繼續(xù)下落頂蓋，架設百分表監(jiān)測頂蓋與導葉間相互作用力，確保部件不發(fā)生碰撞或剮蹭。

根據廠內標記清楚地標出X、Y基準線，使頂蓋X、Y基準線與座環(huán)上鏜口的X、Y基準基本對齊，以座環(huán)為基準調整頂蓋方位偏差在±3 mm，綜合方位偏差在±1.5 mm以內。通過發(fā)電室和泄流環(huán)返的中心點調整鋼琴線，再根據鋼琴線的位置調整頂蓋、頂蓋止漏環(huán)與底環(huán)止漏環(huán)的同軸度不大于0.1 mm，頂蓋調整過程中監(jiān)控頂蓋與導葉的相互作用，避免導葉與頂蓋卡死。

臨時安裝導葉上軸套，并確保導葉不受側向力下，緊固上軸套；預留4個軸線點處的上軸套不安裝，用于檢查導葉四周間隙是否均勻；待導葉靈活性檢查符合要求后再行安裝。自制小型門架配合手拉葫蘆使得導葉處于懸吊狀態(tài)，利用導葉扳手轉動導葉，導葉應該轉動靈活，無發(fā)卡現(xiàn)象。

按要求分兩次對稱緊固所有的頂蓋固定螺栓，并測量固定螺栓的最終殘余伸長值，預緊后再次確定頂蓋預緊過程中頂蓋沒有發(fā)生位移后，復測上述各項數據。測量所有導葉的端面總間隙，總間隙應為0.5～0.7 mm。按照設計要求對頂蓋完成滲漏試驗，0.7 MPa試驗壓力保壓30 min應無滲漏和壓降，符合要求后鉆絞頂蓋與座環(huán)的定位銷孔。

圖1 導葉轉動靈活檢查示意圖

（6）活動導葉端、立面間隙調整

安裝導葉間隙調整附件，通過導葉提升螺栓調整導葉端面間隙，導葉端面總間隙為0.50～0.70 mm（考慮到機組運行過程中導葉上浮，調整為下端面間隙0.20～0.30 mm，上端面間隙0.30～0.40 mm）。取下端蓋，使用鉛條代替調整墊板，預緊導葉提升螺栓，調整端面間隙符合要求，取出鉛條測量厚度，將可撕調整墊板厚度撕至與鉛條等厚，安裝調整墊板后再次檢查導葉端面間隙應符合要求。端面調整完成后使用手拉葫蘆與鋼絲繩將捆緊，檢查導葉已全關且立面間0.05 mm塞尺不能通過，在調整合格后，鋼絲繩和手拉葫蘆不能放松，直到控制環(huán)與導葉臂完成連接并驗收合格。

（7）安裝過程控制要點

安裝前零部件要清洗徹底，使用刀口尺檢查無高點和毛刺，復測部件重要尺寸偏差并記錄，清洗后的部件適當涂抹透平油防銹。

隱蔽工程施工過程嚴格執(zhí)行旁站驗收，增加檢查頻次，本工序未驗收合格，嚴禁進入下一道工序施工。

止漏環(huán)圓度、同心度均勻劃分測點，經多人測量驗證，過程測量記錄數據齊全，包括測量桿長，鋼琴線直徑等參數。中心基準點返點前已對測量點加以處理，確保每次的測點在同一位置。

頂蓋調整時結合上下止漏環(huán)同心度，導葉大小頭端面間隙，綜合分析頂蓋調整方向，將頂蓋調整至最佳狀態(tài)，頂蓋調整和緊固螺栓預緊過程架設百分表監(jiān)測頂蓋位移方向，做到精準調節(jié)。

5 結語

通過優(yōu)化測量位置和方法，尤其以底環(huán)泄流環(huán)內壁測量返點的止漏環(huán)中心為基準，使得導水機構安裝工藝可隨之優(yōu)化，轉輪、活動導葉等部件可直接吊裝就位，頂蓋吊入機坑的次數由常規(guī)的兩次減少為一次，免去了拆解的過程和減少了組裝的次數，從而達到一次性完成導水機構安裝的目的，在確保導水機構安裝精度的情況下能大幅度縮短導水機構安裝工期，節(jié)約了施工成本。