黄河炳灵水电站机电安装工程(合同编号:HBLF-JD-AZ) 第Ⅱ卷 技术文件第六章 水轮发电机组及其附属设备安装6.1 简述黄河炳灵水电站水轮发电机组及其附属设备安装主要包括水轮机及其附属设备安装、水轮发电机及其附属设备、调速器系统设备及管路与机组相关的机组埋件安装6.1.1水轮发电机组安装整体施工流程图依据贯流式水轮发电机组安装经验，并结合本工程施工特点，拟定作业流程见图6-1-16.1.2 水轮发电机组设备组装位置分布规划根据贯流式水轮发电机组的结构，总结吸收安装经验，并结合本工程特点，因机组结构形式紧凑，安装空间狭小，施工时需穿插作业等特点，加之工期短，大件组装时间长、劳动力及设备利用率高、大件之间安装衔接间隔时间短等，依据招标文件安装间布置图，拟定水轮发电机组大件组装厂地分配（见附图HBLS-SA-1《安装间场地规划简图》）场地规划说明：依据招标文件，主安装间面积约19m×27m（长×宽）、副安装间19m×12m（长×宽）机组安装时需进行组装的大型设备有：定子、转子、冷却套、灯泡头、转轮、导水机构（首台机组导水机构组装位置视施工现场而定，可在安装间外部适当位置组装）、主轴等，再有管型座前锥体与内锥的组装依工期计算，应当与第一台机组大件组装时间向冲突，同时，根据施工流程工艺的特点，导水机构采用分瓣、分期吊装，灯泡头与冷却涛组装完成后需提前起吊至流道上游临时固定，以便于给转子、定子留出足够的安装工期、主安装间需留出宽度约8m的空间用作运输通道等特点进行规划。
主安装间主要进行：导水机构、定子、转子、转轮等设备的组装工作；副安装间主要进行灯泡头与冷却套及其设备、管路等的组装、主轴等设备的组装工作，而且图中设备外形尺寸为估计值由于转轮室重量小、组装时间短、技术及其他如起吊难度相对较小，而灯泡头与冷却套及其设备、管路等的组装时间较长，工程量相对较大，故冷却套等设备的组装工作在副安装间进行，而将转轮室的组装工作安排于安装间以外的其他场地进行，具体位置施工现场决定6.2 水轮机及其附属设备安装6.2.1 简述6.2.1.1工程范围工程范围主要包括下列各项成套设备的到货验收、卸车、二次运输、保管、合同文件要求的设备解体、清扫、安装、调试、启动、试运行、消缺处理，直至竣工移交给发包人的全部工作，还参加发包人认为在必要参加的有关设备的出厂验收、技术联络会等工作1）五台套灯泡贯流式水轮机，包括尾水管里衬、接力器基础板、侧向及垂直支撑基础板、管型座、前流道钢衬等机组设备的预埋、机组辅机系统管路的预埋及安装工作；伸缩节、转轮室、受油器、转轮、主轴、主轴密封、水轮机径向导轴承、导水机构、导叶接力器、流道盖板、水轮机竖井踏板及拦杆、水力测量设备、润滑油箱、高位油箱、高压顶起装置、机组段明敷和埋设机组附属管路及阀门表计、自动化控制等设备的安装调试。
2）五台套调速系统，包括测速装置、机械柜、电气柜、油压站（包括工作压力油罐、回油箱、漏油箱、油泵组、调节阀组等）、操作油管路、阀门表计、自动化元件等的安装调试3）五台套排沙底孔检修排水盘形阀的安装4）五台机组前流道检修排水管口、尾水管检修排水管口拦污栅的制作安装5）所有明管及混凝土内的预埋管件6）五台机组各部轴承润滑油箱、调速油箱、轴承润滑高油箱装置的新油净化，油质测试和设备注油等7）所有设备和管路的清扫、润滑油及调速器油管路的清理、酸洗、钝化等清理、防腐工作8）随机供应的备品备件整理移交，安装、检修工具的使用、移交工作6.2.1.2 水轮机主要技术参数水轮机型号： GZHK-1RT－WP－620最大水头： 25.80m额定水头： 16.1m最小水头： 10.44m转轮直径： 6.2m额定转速 107.1r/min旋转方向（水流方向） 顺时针水轮机总重量 650T主厂房桥机最大起重量 110T6.2.1.3水轮机吊装参数(1)最大件和最重件运输尺寸及重量（一台机）：见表6-2-1。
表6-2-1 黄河炳灵水电站安装时水轮机最大件起吊重量和尺寸部件名称运输件名称运输尺寸直径×高mm×mm重量（吨）（含吊具）最大件导水机构（分瓣）9070×4500×2670100(2) 水轮机部分施工时最大件起吊重量及尺寸：见表6-2-2表6-2-2 黄河炳灵水电站水轮机运输最大件重量及尺寸部件名称运输件名称运输尺寸长×宽×高mm×mm×mm重量（吨）（含吊具）最大件导水机构（分瓣）9070×2700×2670506.2.1.4 水轮机结构简要说明（1）水轮机转轮由转轮体、转轮桨叶、桨叶接力器、接力器盖、缸动式活塞、轴承及密封装置、泄水锥等部件构成每个转轮有5个叶片、转轮叶片采用抗空蚀、磨蚀性能好的经VOD精练的不锈钢铸造，并采用五轴数控加工，转轮体为整体结构；泄水锥采用钢板焊接结构转轮轮毂是大型铸钢件，用螺栓连接到主轴法兰上并在出厂时打上定位销泄水锥用螺栓连接到轮毂的下端，泄水锥拆卸后可检修轮毂内部的桨叶操作机构如操作油管等转轮和主轴采用螺栓连接，并设计圆柱销以传递扭矩2）主轴采用锻钢20SiMn锻制而成，外径900mm主轴两端用法兰与水轮机转轮和发电机转子相联。
轴内有操作油管3）受油器位于发电机上部的灯泡头内，其上装有桨叶接力器活塞行程和桨叶转角指示装置受油器与发电机所有连接处有双重绝缘，防止轴电流漏电4）主轴工作密封采用平板加梳齿型密封，密封材料为改进型聚氨酯主轴检修密封为充气空气围带，用于检修时机组密封之用5）径向轴承分为稀油润滑的巴氏合金瓦衬的自润滑筒式轴承导水机构由内配水环、外配水环、16只活动导叶及其控制、操作设备，并与管型座的前锥体、内锥等共同组成机组的水流能量转化机构整个水轮发电机组以尾水管为基准，管型座（座环）为机组受力点共同组成机组轴线和受力的承载设备轴承润滑系统由高位油箱、低位油箱、漏油箱及连接管路组成润滑油系统回路导轴承油冷却系统油冷却器布置在轴承润滑回油箱（低位油箱）外，冷却器数量2台，互为备用，通过水冷却循环润滑油降低循环油油温而达到降低导轴瓦瓦温的目的6) 转轮室分两瓣，转轮室分瓣结合面采用法兰连接，并设有密封橡胶圆条密封的止漏措施转轮室与外配水环采用法兰连接，结合面设有止漏措施转轮室与尾水管里衬之间设有伸缩节，其可调余量25mm7) 支撑:机组支撑采用管形座为主支撑，发电机侧设辅助侧向支撑两个，灯泡头下设垂直支撑一个，分别承受水流侧向和垂直方向水流对机组冲击力和浮力、机组停止运行时灯泡头和定子的部分重量。
管形座既是流道又是机组的主支撑，管形座由前锥体、内壳、上下立柱（固定导叶）、导流板、抗压盖板等组成抗压盖板上设有进人竖井，供机组运行、检修人员对发电机进行巡视、检修之用，管型座上、下立柱进人孔供机组运行、检修人员对水轮机主轴及水导轴承、发电机组合轴承、主轴密封装置、润滑油系统管路进行巡视、检修之用，尾水管设有进人门，供检修人员进行流道检查、导叶立面间隙、导叶端面间隙、桨叶与转轮轮榖间隙、桨叶与转轮室间隙检查、调整之用8) 导叶接力器: 水轮机导叶控制环设置两个油压操作的导叶接力器，其额定操作油压为6.3MPa接力器为直缸摇摆式，布置方式为倾斜地面布置9) 尾水管：采用钢板里衬，里衬厚度16mm尾水管里衬进口与伸缩节连接尾水管上设有单独引出的压力脉动测头４个，沿圆周方向均布所有测头均按IEC标准设计，用不锈钢材料制作最大运输重量8t，总重量40t. 尾水管在靠近转轮室部位设有1个进人孔，其孔口尺寸Φ600mm (9) 巡视、检修平台转轮室上部外围设有巡视检修平台，平台周围设有栏杆，转轮室两侧设有扶梯检修平台和扶梯采用不锈钢材料制作成装配式，以便于拆装6.2.2 水轮机及其附属设备安装6.2.2.1 施工总体方案水轮机安装流程根据本工程机组结构型式和以往工程的施工经验及施工验收规范编制。
机组设备安装时，再根据制造厂提供的设计图纸、安装说明书中的安装程序、方法和技术要求，并在其代表的具体指导下进行施工灯泡贯流式水轮机安装工艺流程：(见图6-2-3)尾水管安装尾水管二期混凝土回填、监测、调整管形座预、组装管形座吊装、二期混凝土管形座回填后复测导水机构预装、下半部吊装、调整转轮室下半部临时吊装固定主轴、水导及组合轴承、吊装及轴线调整转轮及桨叶安装转轮室下半部安装、上半部吊装主轴密封、管道及附件安装联接法兰及接力器安装导叶间隙调整受油器浮动瓦调整、安装调试图6-2-3 水轮机安装工艺流程图6.2.2.2 机组埋件安装机组埋设件主要指尾水管及管形座两大部件管形座是机组主要刚性支撑，承受机组大部分重量并传递机组运行时水流对机组的冲击力；上部混凝土及设备的重量；水压力；浮力；正反水推力；发电机扭矩等，并将这些载荷传递至基础尾水管及管形座同时又是整个机组的安装基准轴线控制点，水轮机导水机构及发电机的定子、推力轴承支架都把合在管形座法兰上，并以此为基准顺序安装1)埋件安装前的准备:① 清理好施工现场，根据工程监理单位测量人员所交的测量基准点，在施工现场设置座环和尾水管安装控制基准线在距法兰面设计位置300mm（依据测量仪器施工现场设定）处设置安装尾水管和管形座所需的控制点（如图6-2-4所示），5台机组应一次标出，并作好永久性标记（防止因土建单位进行混凝土浇筑或其他原因而破坏）。
将测量成果递交监理工程师报验图6-2-4 安装控制基准点平面示意图② 施工人员应熟悉施工图纸及有关技术资料和文件，应着重领会设备供货商安装说明书及出厂资料进行设计技术交底工作、施工现场人员技术交底目的是使参加机组埋件安装的工作人员做到安装时心中有数2)尾水管安装流程图(见图6-2-5)(3)管形座安装流程图(见图6-2-8)(4) 尾水管吊装①尾水管到货共计5节，单节最大重量8T，5节共计重量40T，沿水流方向，前三节整体在施工现场焊接组装成一大节，后两节组装成一大节，先将尾水管最小端组成的大节沿已敷设的临时轨道安装就位，并进行调整加固，找正其中心、高程和里程②然后依次拆除临时轨道，以利于另一大节的吊装顺利，依据工程现场实际情况，重新敷设临时轨道，高程应较首次敷设的轨道低若干，以上同法进行第二节尾水管大节的安装，调整、加固后验收，进行二期混凝土的回填③为保证尾水管安装质量，可预先在尾水管下部用方木，及适当型钢进行布设（见图HBLS-SA-2《尾水管安装简图》），然后依据尾水管到货设计外形尺寸铺设轨道（或型钢），既方便尾水管安装尺寸控制，同时满足设备运输、衔接要求尾水管各环缝焊接，应按有关焊接工艺规定进行，并采取焊加强板等有效措施，保证管口法兰的平面度、圆度等技术要求。
尾水管第一节同基础环的环缝焊接在混凝土浇筑完成达设计强度后进行施焊尾水管吊装可利用土建施工单位安装的门机（或塔机）进行组装，或者采用65T汽车吊进行组装，采用挂钢琴线方法测量管口里程、垂直度和平面度并调整使其满足设计及有关规范要求尾水管调整固定后复测其管口的平面和垂直度。