龙开口电站水轮发电机大轴工地同镗工艺

刘俊磊

（哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨150040）

1 引言

龙开口水电站位于金沙江中游、云南大理州与丽江地区交界的鹤庆县中江乡龙开口村河段上，是金沙江中游河段规划的8个梯级电站中的第6级，装设5台单机容量为360MW的立轴半伞式水轮发电机组，装机容量1800MW。

该机组水轮机由哈电供货，发电机由上海福伊特供货。考虑到水轮发电机大轴由两个单位供货，为保证连轴精度和施工周期及节约加工成本，连轴定位销钉孔采用在工地同镗的模式。镗孔工作由哈电负责完成。

水轮发电机（以下简称水发）大轴均为中空结构。水轮机轴长5730mm，连轴法兰面直径φ3200mm。其下端采用24颗螺栓与转轮连接，上端采用20根M180×6螺栓与发电机下端轴连接。发电机大轴长5310mm，下法兰端面外径φ3200mm与水轮机轴上法兰直径相同。连轴后总重量约150t。镗孔前连轴销孔直径φ184mm，单边预留0.50mm的镗孔量。镗孔时采用6根工具螺栓和2个定位销套连接水发大轴。

2 施工流程及准备工作

（1）水发大轴工地同镗工艺流程简述如图1所示。

图1 水发大轴工地同镗工艺流程

（2）准备本工序必要的材料、工装与工器具，包括设备清扫消耗性材料、检查、安装、调整工具。制作求心梁。检查吊具及翻身工具外观锈蚀和磨损情况。按水轮机大轴下法兰面直径，根据镗孔工位的安排，将基础板清理干净，尽量水平，确保工件立放平稳即可；在镗孔基础版位置均布4个高1.2mm的支墩，支墩上放置4对楔子板并调平，另外，轴线方向再放置4个50T千斤顶调整大轴水平。

（3）拆除大轴外包装，仔细清洗轴身及法兰面和连接螺栓孔、连轴工具螺栓、螺母、定位销套等附件。在连轴法兰处找出厂内已标记好的高低点（“H”、“L”点），并用记号笔或者打钢印做出明显标记。

3 施工过程

3.1 水轮机大轴调整

大轴清理完毕后，检查并安装大轴翻身工具及吊具，吊具螺栓按图纸要求力矩拧紧。为便于吊具销钉顺利安装，安装单位在吊具一侧焊接了一个销钉支架。所有工作完毕后，将水轮机主轴放置于先前摆放就位的支墩上，待大轴落下前在楔子板与主轴法兰面间塞入1mm厚铜皮保护大轴。大轴平稳放置后，拆除吊具；利用“Cayere”方法测量法兰面水平，并根据所测得的数据，计算各相邻测点之间的高差，绘制各测量点高差分布曲线及拟合正弦曲线，从而确定法兰面实际水平。并通过下端支撑千斤顶调整其水平合格（要求0.02mm/m）。用在主轴内腔挂钢琴线的方法测量大轴内止口4个轴线方向半径，计算大轴垂直度（要求小于0.02mm/m）。

3.2 水发大轴连接

发电机轴清理翻身完毕后，将6根工具螺栓及2个定位销套安装在发电机大轴下法兰上，当发电机下端轴下落至距水轮机主轴上法兰面200mm高度时停止落钩，用干净白布沾酒精擦拭大轴法兰面，并且在大轴止口位置涂上凡士林等润滑脂。根据2个定位销套位置落下发电机轴，均匀对称地安装6根连轴螺栓，用打击扳手打紧螺栓。并用塞尺检查组合面配合情况，要求无间隙。松开吊具螺栓，拆除吊具。

3.3 整体调整

在发电机下端轴上法兰架设求心梁，安装求心器及合适的重锤。在发电机下端轴上下法兰内环、水轮机大轴上下法兰内环上，均匀对称标示4个测量点，并保证各对应测量点在同一垂线上。用合像水平仪测量主轴上法兰面均布8测点水平，并且通过水轮机大轴底下的千斤顶调整主轴上法兰面水平合格（要求0.02mm/m）。

用内径千分尺测量各点半径，分别计算各点测量偏差及偏心值，计算水轮机轴和发电机下端轴的同心度和垂直度（同心度0.03mm，垂直度0.02mm/m）。

根据计算结果调整发电机下端轴。松开6根临时连轴螺栓，将吊物孔混凝土墙壁做基础架设千斤顶，并在四个轴线方向上架设百分表以监测发电机下端轴与水轮机主轴的相对位移。另外根据发电机下端轴相对于水轮机主轴的倾斜方向，通过在其对称方向先拧紧螺栓这样一种调整螺栓拉伸顺序的方式来调整折线。

调整完毕，用打击扳手打紧临时连轴螺栓。重新调整上端法兰面水平及测量垂直度，必要时重复以上测量调整工作直到符合要求。

3.4 同镗销孔

在发电机下端轴上法兰上架设镗孔工具，用工具连轴螺栓和大轴作为支点来调整镗孔工具的精确位置，安装固定镗孔工具并开始同轴镗孔。镗完一个销钉孔，用汽油和干净的布擦除孔内铁屑和油污，并在合适位置打标记。然后卸掉工具继续镗下一个孔，重复此过程，12个孔镗完后，清理发电机轴上法兰面，并检查镗孔质量，然后将6个把合螺栓对称卸下换在相邻的位置，继续镗剩下的6个孔，最后再加工剩余的两个销套定位孔。

表1 1#机水发大轴同镗记录（单孔圆度偏差控制在0.03mm）

完成所有20个销钉孔的同镗工作后，组织监理和安装单位对镗孔数据进行复测。确认数据无误后将镗孔数据发回厂内，按此数据进行销钉螺栓的配车工作（如表1）。

4 注意事项

注意在工件装配时搭建加工操作平台（便于操作者安全操作），在加工操作时遵守相关安全操作条列，确保操作安全，有任何危险因素须及时汇报相关部门；遵守现场安装全部安全条例（服从指挥和调度），注意保证产品质量。确保主轴立放平稳，确保加工中人员及设备等相关附件的安全。

目前该工艺已在工地现场镗孔3台机组，第一台机组已进入调试阶段，从连轴过程及盘车数据来看，该工艺水平效果非常好。