仙游抽水蓄能电站导水机构结构特点及安装

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  016.09. 25 第30卷Vol.30总第119期 55 东方电气东方电机有限公司,四川 德阳 618000 摘要 导水机构是抽水蓄能机组安装及工况转换机构的重要组成部分, 针对仙游抽水蓄能电站导水机构的结构特点, 详细介 绍了仙游抽水蓄能电站导水机构安装工艺, 并对其导水机构在安装过程中遇到的重点问题及其解决方案进行了总结分析。 关键词 仙游抽水蓄能电站; 导水机构; 安装调整; 端面间隙; 立面间隙 中图分类号 TK730. 文章编号1001-9006(2016)03-0055-04 Structural Characteristics XianyouPumped Storage Power Station ZHOU Wei DongfangElectric Machinery Co., Ltd., 618000, Deyang, Sichuan, China Abstract: Distributor importantcomponent conditionconversion process pumpedstorage units. Based structuralcharacteristics wicktetgates mechanism Xianyoupumped storage power station, paperintroduces its installation process analyzesreasons causesdifficult problems encountered during installationalong solutions.Key words: Xianyou pumped storage power station distributor installation adjustmentend clearance vertical clearance 收稿日期2016-05-03 作者简介周炜(1984-) 2007年毕业于华中科技大学热能与动力工程专业 工学学士 工程师。 现在东方电气东方电机有限公司 从事水电机组安装技术工作。 仙游抽水蓄能电站位于福建省莆田市下辖的仙游县 属木兰溪流域 距仙游县城约28 km 福州市和厦门市的直线km。 电站上库为广桥水库 是一座周调节纯抽水蓄能电站装机容量为 200MW。 电站安装 台单机容量为300 MW 混流可逆式水泵水轮/发电电动机组。 电站建成 调频、调相、 急事故备用等任务。引水系统为1 HLBD574-LJ-416。 水轮机工况设计水头 430 额定流量79.16 水泵工况最大静扬程475 最大入力321. 09 MW 最小流量54. 63 仙游抽水蓄能电站导水机构结构特点仙游抽水蓄能电站导水机构由顶盖、 活动导 控制环和导叶操作机构组成。活动导叶 通过3 个圆锥销传递扭矩 每个导叶都设置了剪断 销以及摩擦环保护装置 剪断销装有电气信号保护 装置 当剪断销剪断时 能自动报警。 仙游抽水蓄 能电站导水机构详见图1 其结构特点如下。 (1)顶盖设有回水排气管路 在调相工况结束 或水泵工况启动压水结束之后 排出转轮腔的空 转轮上冠开有排气孔主轴法兰外缘和顶盖 内环之间有排气均压腔。 排气管路上的自动阀门 采用液压操作 具有快速开启及关闭的能力 气时间通过管路上的节流孔板进行调整。(2)顶盖止漏环是梳齿式迷宫环结构 均设置有一套冷却水管路在机组水泵启动工况 或者调相运行时冷却止漏环。 (3)底环采用钢板焊接结构 整体制造 安装 016.09. 25 第30卷Vol.30总第119期 56 仙游抽水蓄能电站导水机构后直接埋入混凝土中。 此结构加强了底环的刚度 使作用在底环上的1 部分力可以直接传递到混凝土 降低机组的振动提高机组的运行稳定性。 同时 在底环下轴孔底部设有排水减压管路 有效防止活动导叶上浮。(4)机组共设置20 个活动导叶 通过控制环、 连杆和拐臂进行操作。 其中5 导叶预设置有非同步操作机构非同步导叶接力 器只有全开和全关2 个位置 在机组调试运行时确 定是否同时投入动作。 (5)导水机构在活动导叶轴颈处设置有上、 个导轴承及1个防止活动导叶上浮的止推 轴承。 在抽水蓄能机组在工况转换(特别是水泵工 况起始阶段)过程中 水力振动比较明显 因此活 动导叶轴承选用 ORKOT 纤维编织结构自润滑材 可有效的降低活动导叶振动。(6)活动导叶端面总间隙0. 60 mm 下端面间隙均为0. mm。在机组调相运行时(包括水泵 工况泵启动前的过渡工况) 转轮在空气中旋转 顶盖及底环止漏环冷却水会被甩到活动导叶与转 轮之间 并形成具有一定压力和厚度的水环。 动导叶端面间隙主要是用于消除此水环以减少 机组的输入功率的增加。 导水机构的预装和安装工艺导水机构安装前 应复测现场座环的各项安 装尺寸 并对照导水机构各部件实际加工尺寸 座环打磨根据表1 校核顶盖、 活动导叶厂内相关加工尺寸(见图2 标注) 根据图2 确定座环现场打磨尺寸。 导水机构尺寸校核部件名称 校核尺寸部位 工地实测 平均值 顶盖顶盖与座环把合双法兰距离 活动导叶活动导叶瓣体高度 工尺寸计算值 备注 mm为导叶端面总间隙 为底环与基础环安装配合间隙蜗壳座环混凝土养护合格 用水准仪复测座 环上法兰面周向水平 并根据实际测量的水平 确定蜗壳座环拉紧螺杆预紧顺序。 蜗壳座环拉紧 螺杆按照设计要求预紧后 再次测量座环上法兰 面周向水平 并根据该水平值确定座环上法兰面 的打磨量与打磨区域。 在仙游1 顶盖吊入机坑进行试装检测导叶端面 间隙总间隙是否满足设计要求。 机活动导叶端面总间隙实测平均值为0. 63 mm(见表3) 座环打磨 考虑顶盖下沉量合理。 底环的安装锥管机坑内调整合格后 通过机坑里衬上段 并在机坑内翻身。以座环下环板镗口为基准进行底环中心调整 mm底环与基础环轴向间隙应 016.09. 25 第30卷Vol.30总第119期 57 机活动导叶端面总间隙活动导叶编号 10端面总间隙 55活动导叶编号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 端面总间隙 座环打磨尺寸满足设计值。 底环安装合格后 对底环检漏密封 腔进行密封试验 并进行底环与锥管环缝焊接 在底环抗磨板面架设百分表监测焊接过程中的变 底环相应管路安装完成后对底环进行混 凝土浇筑。 导水机构预装将顶盖分瓣吊入机坑里衬内进行组装 采用 电加热棒对顶盖组合螺栓进行拉伸 采用测长杆 及螺母转角的方式相互校验。 顶盖中轴套全部安 装就位后 利用专用工具将顶盖悬吊在机坑里衬 并进行活动导叶的吊装。活动导叶吊装完成后 以座环方位为基准调 整顶盖方位 并将顶盖安装就位。 中心为基准挂设钢琴线 调整顶盖与下止漏环 的同轴度不大于0. mm。在活动导叶处于全关位 检查活动导叶大、小头的端面间隙应符合 设计要求 小头的端面间隙不应有规律性。利用天车或者手拉葫芦使得活动导叶处于悬吊状 利用导叶扳手转动活动导叶活动导叶应该 转动灵活 无发卡现象。 利用内径千分尺检查底 环与顶盖之间的开档 其偏差应小于0. 15 mm 时该开档值应与活动导叶板体高度、活动导叶端 面间隙的设计值。 利用钢丝绳、 手动葫芦将活动 导叶捆紧 检查活动导叶立面间隙 要求立面间 隙一般为零 局部间隙不大于0. 05 mm 其累计高 度不大于导叶板体高度的1 导水机构预装完毕后将顶盖悬挂吊出活动 导水机构正式安装在导水机构正式安装前应将转轮吊入机坑并 调整合格 对称方向间隙差值不大于0. 盖止漏环应与转轮试配利用推中心的方法检查 转轮与顶盖止漏环间隙是否符合设计要求。 在顶盖安装合格后 检查底环、 顶盖止漏环 间隙 对称方向止漏环间隙差值不大于 mm对座环与顶盖密封腔进行密封性能试验。 按照编 轴向间隙间隙值应在设计值范围内(实际在调整 间隙值时应考虑活动导叶上浮) 否则应对止推垫 片进行打磨或者加垫处理。 调整同步导叶的连接板与导叶臂的相对位置 使连接板剪断销孔与相应的导叶臂剪断销孔不错 安装连接板。按对应的标记将清理干净的剪断 并利用专用工具按设计伸长值对同步导叶连接板组合螺杆进行预紧。 在活动导叶轴上端面上放置铅条(选择铅条时 应考虑导叶提升并与顶盖过流面贴严后有一定的 压缩量) 利用导叶提升螺栓调整导叶端面间隙 (导叶端面间隙分配应考虑到机组运行过程中活动 导叶上浮量)。 测量出相应铅条的厚度 并根据相 应铅条的厚度对端面间隙调整垫板进行配刨加工 016.09. 25 第30卷Vol.30总第119期 58 并进行编号。根据编号安装活动导叶端面间隙调 整垫板 检查活动导叶上、 下端面间 活动导叶 下端面间隙应满足相应的要求否则应取出 垫片对其进行再次配刨或在活动导叶上端面与垫 片之间加垫。 活动导叶端面间隙调整合格后进行活动导叶 立面间隙的调整。 将所有导叶均置于全关位置 用塞尺检查导叶立面间隙 要求立面间隙一般为 局部间隙不大于0.05 mm 其累计高度不大于 导叶板体高度的1 导水机构安装合格并与接力器连接后对接 力器充油加压到设计值 用塞尺检查导叶立面间隙。 将控制环置于全关位置 检查控制环与顶盖 动控制环以检查控制环转动的灵活性控制环应 转动灵活 不发卡。 安装控制环扇形压板安装后 检查控制环扇形压板与控制环间的间隙应在满足 设计值 否则应拆下扇形压板对扇形压板进行相 应的配刨或在顶盖与扇形压板间加垫。 再次转动 控制环以检查控制环转动的灵活性 控制环应转 动灵活 不发卡。 在活动导叶及控制环在全关位置 检查连接 mm否则应根据实际情况修磨对应的垫圈。 检查连接板销孔到对应的控制环小耳柄销孔的距 将偏心销装入控制环小耳柄。按照设计值调 整非同步导叶接力器转轴中心距离 非同步导叶 下连板安装时应保持非同步导叶接力器2转轴 中心距不变 调整下连扳与控制环、 连接板轴向 间隙 间隙值应满足设计值。 问题处理及建议(1)活动导叶止推环抗磨板及把合螺钉在机组 年后相继出现断裂现象仙游抽水蓄能电站 控制环抗磨板及惠州抽水蓄能电站导水机构止推 环抗磨板也出现过相同情况。 仙游抽水蓄能电站导水机构止推环抗磨板采 单瓣弧度56材质为ORKOT TLMM 颗M8沉头螺钉与活动导叶上套筒连接。 通过 观察断裂螺栓及抗磨板状态 初步分析判定为: 抗磨板磨损后 接触导致把合螺钉断裂 断裂螺栓头与抗磨板 发生相对位移使抗磨板断裂。 针对该情况 改为金属材料抗磨板由铜基自润滑层和碳钢基 体复合而成。 在抗磨板与活动导叶上套筒间在工 地增加定位销 降低螺钉剪切应力。 螺钉时将螺孔与螺钉用专用清洗剂清洗干净 并在螺纹底孔和螺钉上涂乐泰胶螺纹锁固剂 防止螺钉松动、脱落导致断裂。 抗磨板宽度方向 mm角焊缝 以避免抗磨板滑移和脱出。 (2)仙游抽水蓄能电站底环泄水环为可拆卸结 其中4小块作为测量 底环止漏环间隙及底环止漏环测温元件装拆通道。 泄水环通过上、 下各48 M16螺钉把合固定 水环分块组合缝工地封焊并在焊缝上、 下两段 开设消应孔 泄水环上设置了平压孔。 鉴于蒲石 河抽水蓄能电站类似结构底环泄水环脱落 为了 彻底消除泄水环脱落的安全隐患 采用增设支撑 板焊接及螺钉把合的方式固定泄水环的方案。 水环与支撑板之间焊透支撑板同时与底环焊接 保证泄水环焊接成为整体。 泄水环的其余4 面采用15mm 深度的封焊缝。 焊接泄水环时 把紧泄水环把合螺钉泄水环焊接完成后 为了 释放螺钉可能产生的附加应力 需要再次把紧螺 钉(采用拧松1 颗随即把合1 颗的方式)。 采用乐 结语仙游抽水蓄能导水机构具有水头高、 容量大、 结构复杂且安装精度高的特点。 仙游抽水蓄能电 站导水机构安装前安装流程进行优化梳理 对重 点安装工艺进行了详细分析和论证 在安装过程 中对各个单元的安装工艺和安装质量进行了严格 控制 确保了导水机构的安装质量。 仙游抽水蓄 能电站1 11月19 12月19 日投产发电 通过机 组安装调试及后期商运期间问题处理及优化改进 导水机构运行优良。 这表明了仙游抽水蓄能电站 导水机构的安装工艺及控制标准是合理有效的 优化方案是科学可行的。

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