大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装工法内容材料(1).docx

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1、大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装工法内容材料中国葛洲坝集团机电建设有限公司1前言42工法特点53适用范围54工艺原理55施工工艺流程及操作要点65.1 施工工艺流程65.2 操作要点65.2.1 底环安装65.2.2 机坑测定65.2.3 预装导叶与顶盖75.2.4 转轮吊装与调整95.2.5 吊装顶盖95.2.6 控制环安装105.2.7 导叶间隙确定115.2.8 导叶连杆及其余零件安装116材料与设备127质量控制137.1 工程质量控制标准137.2 质量保证措施148安全措施159环保措施1510效益分析1611应用实例1611.1工程概况16.2安装调试情况16.3工程结果评

2、价17大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装工法中国葛洲坝集团机电建设有限公司陈满星李军吴彬郭阳袁鹏1前言抽水蓄能电站具有发电、调峰、调频、调相、事故备用、黑启动等诸多功能，同时还有节约能源和保护环境等特点。近年来，我国抽水蓄能电站的建设步伐呈现加快趋势,核准开工数量和规模都达到历史新高，其机组趋向于高水头、大容量方向发展。1972年可逆式单转轮机组限制在400m水头，1980年发展到600m水头；抽水蓄能电站机组的单机容量也正从300MW逐步向更大容量发展。水泵水轮机导水机构安装主要工序是底环安装、活动导叶安装、顶盖安装、控制环安装、导叶端面间隙、立面间隙确定等，其中底环安装、顶盖预装、安装

3、将直接影响活动导叶端部间隙、导叶垂直度、机组中心、机组高程的安装质量。在实际施工过程中，顶盖预装、安装有两种方式：（1）顶盖在机坑外进行组装,组装验收合格后整体顶盖吊入机坑进行顶盖预装、安装。（2）顶盖单瓣吊入机坑，在机坑内进行组装，组装合格后进行顶盖预装、安装。顶盖在机坑外组装是最为传统和成熟的施工方法，国内绝大多数的常规电站都采用这种传统施工方法。该方法施工部位宽敞，操作难度较低。顶盖在机坑内组装是近几年新采用的施工方法，主要应用于抽水蓄能电站混流可逆式机组，这种施工方法是为了满足机坑里衬上段管口小于顶盖最大直径这一要求而设计的。目前已在洪屏抽水蓄能电站、江苏宜兴抽水蓄能电站、蒲石河抽水蓄

4、能电站、呼和浩特抽水蓄能电站等抽水蓄能电站采用，效果明显。中国葛洲坝集团机电建设有限公司以承建江西洪屏抽水蓄能电站300MW机组安装为研究对象，从底环安装、导水机构预装、导水机构安装等方面研究，总结出了一整套抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构安装施工的完整成果，并形成了该工法。该工法技术先进、工艺原理科学、工序流程合理，显著提高了施工进度及质量，创造了明显的社会效益和经济效益。2013年9月2014年4月，开始了工法的理论研究与试验。2014年5月2016年8月，将工法应用于指导洪屏抽水蓄能电站4台机组水泵水轮机导水机构的工程实践。此工法值得在类似工程中大力推广应用，工法的创新点对未来抽水蓄能电站

5、水泵水轮机导水机构的施工，具有重要的指导意义和示范价值。2工法特点2.1 在底环预装前，在安装间采用底环与尾水肘管第1节倒立组装成整体的方法，这样减少了工装制作且节省成本，又安全、可靠且稳定。2.2 考虑到底环与座环连接螺栓采用液压拉伸装置紧固空间狭小，研发了“一种螺栓拉伸器快速装拆装置1该装置通过手拉葫芦、提升架与滑动装置可以快速、平稳地完成大直径液压螺栓拉伸器的装卸，操作简单，占用空间也少，不仅省时省力，而且可连续作业，安全可靠，极大地提高了工作效率。2.3 采用计算机制图软件辅助绘制顶盖分瓣吊装图，根据绘制图准确计算出在确保分瓣顶盖顺利通过定子且不触碰的最佳倾斜角度。2.4 通过桥机上、

6、下游吊钩，配合手拉葫芦辅助调整分瓣顶盖倾斜角度，使顶盖侧身进入机坑。当顶盖完全进入机坑后，再慢慢起升桥机的一个吊钩并配合手拉葫芦将顶盖调平。当两瓣顶盖进入机坑后利用桥机和千斤顶配合进行分瓣顶盖机坑内组装。分瓣顶盖机坑内组装完成后，进行预装。顶盖预装完成后，顶盖解体成分瓣顶盖，依次吊出机坑。顶盖正式安装时，顶盖吊装方法与预装时相同。2.5 在导水机构预装时，采用电测法精确调整上下止漏环同心度、导叶轴套同轴度，并兼顾导叶的倾斜度后，进行顶盖的定位销钉孔加工。3适用范围本工法适用于大型抽水蓄能机组水泵水轮机导水机构的安装，这类抽水蓄能机组通常设计为机坑里衬上段管口直径小于顶盖最大直径。4工艺原理导水

7、机构安装控制难点在于导叶端面间隙把控，因此导水机构预装尤为重要。在底环安装合格后，顶盖预装、安装质量决定了导水机构的最终质量。在抽水蓄能电站中由于机坑里衬上段管口直径小于顶盖最大直径，顶盖在机坑外组成整圆后吊入机坑预装、安装的方法不能进行施工。顶盖单瓣倾斜吊入机坑进行组装的施工，通过桥机双主钩，配合手拉葫芦调整顶盖角度，使顶盖侧身进入机坑，当顶盖完全进入机坑后，再起升桥机的一个吊钩并配合手拉葫芦将顶盖调平。当两瓣顶盖进入机坑后利用桥机和千斤顶配合进行顶盖组装。在蜗壳层支墩浇筑时，把底环作为预埋件埋入混凝土。待机组混凝土浇筑完成后，进行机坑测定，检查底环座环水平及座环上法兰与底环抗磨面的尺寸、顶

8、盖法兰至抗磨面的尺寸、活动导叶瓣体高度，计算活动导叶端面间隙计算尺寸。吊装活动导叶，单瓣顶盖吊入机坑进行组装后，进行导水机构预装。预装完成后，将顶盖吊出机坑，吊装转轮，再进行导水机构安装。5施工工艺流程及操作要点1.1.1 工艺流程施工准备底环预埋安装机坑测定预装导叶与顶盖转轮吊装与调整吊装顶盖T导水机构其余零件安装T导水机构调整T导叶间隙确定。1.1.2 要点5.2.1 底环安装(1)在支撑环安装浇筑混凝土后，安装底环调整螺柱与调整螺母。(2)将底环、尾水锥管及肘管第一节在安装间采用倒立法组焊成整体，然后吊装就位，调整底环高程、中心、方位、水平，检查底环圆度与同轴度。(3)通过测量尾水肘管第

9、一节与第三节的距离，对尾水肘管第二节按实际的测量结果和图纸要求的焊接坡口进行配割。(4)将底环吊出，吊入尾水管第二节，通过辅助材料及临时支撑，调整并固定第二节，焊接尾水肘管第二节和第三节的合拢缝。(5)吊入底环，调整底环抗磨面高程和平面度，检查底环圆度及同轴度，在底环与基础之间填充微膨胀混凝土，待微膨胀混凝土凝结后，用液压拉伸器预紧底环基础螺栓，拉伸后再次检查底环抗磨面高程和平面度，底环圆度及同轴度。(6)待混凝土过养护期后，用液压拉伸器分三次对称预紧底环基础螺栓，安装拉紧器及相关管道等附件。5.2.2 机坑测定(1)待机坑碎浇筑到发电机层楼板高程，拆除模板以后，对机坑进行全面清扫、并按要求涂

10、漆。对前期埋件座环、底环的水平进行复测检查；接力器基础、定子上下机架基础螺栓的高程、中心、方位进行复测检查。(2)通过电测法进行底环、座环、机坑里衬中心、圆度、同轴度。(3)利用数字水准仪测量底环抗磨板、座环上法兰面水平度。均布20个点测量底环高程，取其均值作为机组安装高程并做永久标记。检查座环上法兰面和底环抗磨面高程差是否满足活动导叶安装要求。5.2.3 预装导叶与顶盖(1)将底环上的导叶轴孔清洗干净，安装所有导叶孔对应的导叶下轴套、轴套支撑座、密封件及密封座，底环抗磨面和导叶下衬套清扫干净。(2)在安装间将对应的20个导叶清扫干净，用锂刀、抛光机将轴径表面和导叶瓣体端面的毛刺清理干净。测量

11、导叶瓣体的高度，在安装间将导叶清扫干净，并用油石祛除毛刺，依次吊起导叶到机坑，将导叶调整到垂直状态，在落入底环轴孔前将下轴颈再次清洗干净并安装下导叶轴颈密封。缓缓吊装导叶于底环之上，状态接近全关位置。(3)将两瓣顶盖放在安装间的工位上，进行全面清扫、检查用于运输保护的防护漆清洗干净，用铿刀、砂纸或抛光砂轮片将组合面上的毛刺清理干净，同时用刀口尺检查顶盖组合面，去除高点，找出厂内的X、Y基准标记，用记号笔标记明显。(4)按照图1顶盖分瓣吊装将1/2顶盖与水平成59度倾角缓慢吊入机坑内。将顶盖调至水平(不大于3mm)后，在距离导叶上端面约IOOmm位置处调整顶盖设计方位，使活动导叶上轴颈对准顶盖导

12、叶轴孔然后缓缓落至座环上。吊装2/2顶盖用安装支撑、垫圈，并用螺柱、螺母把紧，在安装支撑上放置20t千斤顶，用同样方法将2/2顶盖吊入机坑内，调至水平(不大于3mm)后，在距导叶上端面约Ioomm位置处调整顶盖设计方位，将顶盖放置在专用安装支撑上，可将分瓣顶盖放置的位置较其理论位置向+X方向平移30mm左右。将1/2顶盖吊起约2m高度，吊装1/2顶盖用安装支撑、3垫圈，并用螺柱、螺母把紧。在专用安装支撑上放置20t千斤顶后，将1/2顶盖落至支撑上。将两瓣顶盖慢慢靠近，通过桥机、千斤顶调整两瓣组合面方位、高低及其螺母，通过逐渐旋紧组合螺栓将两瓣顶盖把紧。(5)安装指定组合螺栓(数量1/2顶盖组合

13、螺栓)，并施加相应的预紧力，将顶盖组装为整体。图1顶盖分瓣吊装(6)安装编号为1、3、517、19等装套导叶轴套、导叶上/中轴套,并用2-M30内六角螺钉固定。吊起顶盖，将顶盖专用安装支撑等工具拆除并移出坑外，检查座环配合面应清洁无杂物。调整顶盖水平不大于3mm,然后吊入机坑到距活动导叶上端面约Ioomm位置时调整顶盖方位，使活动导叶上轴颈对准相应顶盖导叶孔后缓缓落下，当导叶轴颈突出顶盖上端面后应从对称4个方位检测顶盖下落，确保顶盖下落过程保持平稳。(7)以底环止漏环圆心为基准挂装机组中心线，调整顶盖抗磨板内径与底环止漏环的同心度。(8)吊装顶盖止漏环，调整顶盖止漏环与底环止漏环的同心度，并用

14、18-M20内六角螺钉把紧顶盖止漏环。(9)将剩余的10套导叶轴套、上/中轴套组装为整体。吊起套筒调整垂直，从导叶上轴颈套装入顶盖，当密封与导叶上密封轴面接触后可采用较长M30的螺杆或螺栓在对称位置将套筒缓缓压入顶盖。复测上固定止漏环与下固定止漏环的同心度。(10)顶盖调整合格后，对称、均布安装数量不小于50%的顶盖与座环把合螺栓，并分2次用液压拉伸器对称拉紧，螺栓预紧力为设计预紧力的12o(11)检查导叶的上下断面间隙，其端面总间隙应在0.560.94mm之间且不存在规律性倾斜。(12)调整导叶至全关位置，相邻导叶关闭点的节圆半径允许误差为15mm,要求各导叶间隙基本为零，用0.05mm塞尺

15、检查，不能通过，局部间隙最大不超过0.1Omm的要求，其间隙的总长度，不超过导叶瓣体高度的13mm.然后用钢丝绳捆住导叶，用5t葫芦拉紧，再次检查仍应满足上述要求。(13)以上检查、调整合格后按图纸要求钻钱顶盖与座环的定位销孔，第一次钻钱6个B40x140定位销，其余13个待导水机构正式安装后再进行钻钱。在钻钱过程中，架设百分表监测应无位移。(14)复测上固定止漏环、顶盖抗磨板内径与下固定止漏环的同心度。(15)拆卸并吊出上固定止漏环，松开捆扎导叶的钢丝绳，拆除导叶套筒并吊出机坑。用液压拉伸器松开顶盖与座环的把合螺栓，拆掉螺母和预装的销钉，吊起顶盖约2m,吊装并固定顶盖安装支撑等工装，将顶盖落至支撑上，拆卸分瓣面组合螺栓，吊起1/2顶盖,拆卸并移出1/2顶盖用安装支撑工装，将1/2顶盖落至座环上，吊起2/2顶盖，拆卸并移出2/2顶盖用安装支撑工装，将2/2、1/2顶盖依次吊出机坑。顶盖的起吊和降落过程中应从多方位监测顶盖状态，确保整个过程顶盖保持平稳且避免与导叶轴的碰触。5.2.4 转轮吊装与调整(1)在尾水锥管内搭建安装平台用于转轮的吊装调整。在尾水锥管上端面X、Y轴线方向布置铜皮。(2)在安装间，将转轮吊起约Im高度，通过手拉葫芦将转轮水平调整至0.5Omm以内，将转轮吊入机坑坐于锥管上端面的铜皮上。在桥机承担70%