向家坝左岸水轮机水导轴承安装工艺

周春野

(哈尔滨电气国际工程有限责任公司，哈尔滨黑龙江　150046)



向家坝左岸水轮机水导轴承安装工艺

周春野

(哈尔滨电气国际工程有限责任公司，哈尔滨黑龙江150046)

在水轮发电机组中，水导轴承是应用液体润滑承载原理的机械机构部件，它承受立式水轮机的全部轴系负荷。介绍了向家坝水轮机水导轴承结构设计原理，通过水导轴承安装工艺的介绍，特点难点的分析，为日后巨型机组水导轴承设计提供借鉴。

水轮机；水导轴承；结构设计

0　引言

向家坝水电站位于四川省宜宾县和云南省水富县交界的金沙江峡谷出口处。电站以发电为主，同时改善上、下游通航条件，兼顾灌溉，防洪、拦沙，并具有为上游梯级进行反调节的作用。

向家坝水电站枢纽由拦河大坝、泄洪排沙建筑物、左岸坝后厂房、右岸地下厂房、左岸垂直升船机和两岸灌溉取水口等组成。拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶高程384 m，最大坝高162 m，坝顶长度909.26 m。左岸坝后厂房位于溢流坝左侧，右岸地下厂房位于右岸坝肩上游山体内，左右岸各装机4台水轮发电机组，单机容量为800 MW，向家坝水电站总装机容量6 400 MW，多年平均发电量307.5亿kWh[1]。

对于水轮机运行的功能来说，水导轴承的形式会对其产生直接影响，随着社会经济的发展使得水导轴承也有了新的变化。传统的水导轴承在运行过程中缺乏一定的平稳性和安全性。作为一种新型轴承结构，水导抛物线瓦面稀油润滑导轴承在巨型水轮机向家坝机组得到了应用，并且运行平稳，所取得的效果非常显著，是一种比较理想的轴承结构。本文就通过对水导抛物线瓦面稀油润滑导轴承进行分析，从而探讨了新型水导轴承的安装工艺。

1　水导轴承结构特点

水轮机水轴承系统是水轮机组运用液体润滑承载原理的机械机构部件，它承受立式水轮机的全部轴系负荷。其结构复杂，对机组运行状况有很大的影响。向家坝水轮发电机组为立轴、半伞式、混流式、三导轴承结构，设两段轴，推力轴承位于下机架上，三导轴承分别为上导、下导、水导，发电机冷却方式为全空冷[2]。水导轴承为分块瓦、稀油外循环润滑巴氏合金瓦，共12块，见图1所示。水导瓦座与密封环将水导油箱分为上下两个部分，顶盖上另设外油箱，机坑里衬侧面设水导油冷却器，外加油泵强迫油循环冷却。

图1　水导轴承结构图

水轮机主要技术特性如表1。

表1　水轮机主要技术参数

2　水导轴承安装工艺

2.1安装前具备的条件

1) 水导轴承支撑预装完成。

2) 在下机架吊装前，将水导轴承及其附件按照顺序吊入安装位置放置。

3) 正式安装在机组盘车完成后进行。

2.2专用工器具、工装准备

1) 需要清点、检查的专用工器具有：管路清洗泵等。

2) 需要制作、准备的工装有：闷盖，堵丝、打压等设备。

2.3安装流程见图2。

2.4安装具体工艺流程

按照图纸水导轴承部件的安装部位依次将各部件吊入机坑放置，水导轴承支架吊入后用把和螺栓临时固定在顶盖上。

2.4.1水导轴承支架安装

1) 清扫轴瓦支撑架与顶盖配合面，去除尖角毛刺、高点。

2) 安装水导轴承支架，穿入定位销钉，按图纸要求预紧力矩对称紧固其与顶盖的把合螺栓，检查瓦架到主轴的距离满足图纸要求。

图2　安装流程

2.4.2水导抱瓦安装

1) 按照设计图纸分布位置在主轴安装水导瓦，抱瓦间隙为0.30±0.02 mm。

2) 水导轴瓦抱瓦间隙用楔子板进行调整，用楔子板推动轴瓦紧贴主轴(在主轴上架设百分表检测)。

3) 提升楔子板，根据计算，调整板的斜率为0.02 mm/mm，将楔子板提升15 mm(用深度尺测量)，保证0.30 mm抱瓦间隙。

2.4.3挡油环、下挡油环安装

1) 挡油环分8瓣到货，先组成整圆后由底板托起，底板和轴承支架用螺栓把合。

2) 按照图纸要求将下挡油环组成整圆，下挡油圈安装位置为阻油环下40 mm，安装到位后打孔，用钢球和顶丝将下挡油环安装在主轴上。

2.4.4油箱安装

1) 下油箱由挡油筒和油箱底板组成。挡油筒为整体结构，用千斤顶和木块顶起挡油筒，在连接面密封槽放入适当的“O”型圈后和水导轴承支架用螺栓把合，把合螺栓涂抹螺栓紧固胶。

2) 油箱底板分为6块，先组成整体，组合面涂抹平面密封胶，安装定位销钉和把合螺栓，用力矩扳手按照设计要求扳紧。

3) 清扫下游箱内所有区域，顶起油箱底板，安装“O”密封圈后与挡油筒用螺栓把和，用力矩扳手按照设计要求把紧。

4) 检查下油箱与主轴间隙并验收。

2.4.5挡油环、油箱盖板安装

1) 上挡油环安装位置为水导瓦上170 mm，安装方法与下挡油环相同。

2) 清扫整个油槽，将油箱盖板组合成整体与轴承支架把和，连接面放“O”型密封圈，按照设计要求用力矩扳手扳紧螺栓。

2.4.6冷却器安装

1) 按照设计要求对冷却器进行压力试验，试验压力为1.5倍额定工作压力，保压30 min，检查是否渗漏。

2) 按照图纸设计要求安装冷却器。

3) 冷却器球阀位置按照图纸设计要求安装过滤器。

4) 有水调试完成后打开过滤器并清扫滤网。

2.4.7油泵及油管路安装

1) 按照图纸设计要求安装油泵，由电气专业人员调试油泵。

2) 按照图纸要求配制管路，对配置管路编号后拆除。拆除管路，用氩弧焊进行焊接。

3) 按照水轮发电机组安装技术规范安装国标GB/T 8564—2003水轮发电机组安装技术规范要求

进行压力试验。

4) 按照设计要求清扫管路，按照配制时编号正确回装管路。

2.4.8自动化元件安装

按照图纸要求进行安装自动化元件。

3　结语

综上所述，和传统的水导轴承结构相比，水导抛物线瓦面稀油润滑导轴承在巨型水轮机组能够得到更好的应用。目前已安装完投入运行的向家坝左岸1号机组顶盖x、y向水平振动均小于5 μm，垂直振动小于8 μm; 水导摆度小于158 μm；水导瓦温稳定在43.3～44.8 ℃ 之间，其运行稳定可靠。证明向家坝左岸水轮机水导轴承结构设计合理，安装工艺流程简单，提高安装效率。这种新型水导轴承为其他巨型水轮机水导轴承设计安装提供一定的借鉴经验。

[1]林太举. 向家坝巨型水轮发电机组特点及安装[J]. 水电站机电技术，2013(1)：1-6.

[2]白延年. 水轮发电机设计与计算[M]. 北京：机械工业出版社，1990.

周春野，1983年生， 本科，机械设计制造及自动化专业，工程师，主要从事电站安装方面的管理和研究。