周盛

摘要：茂名市鑒江流域水利工程管理局良德壩后電站使用的HL702-LJ-230水輪機現已落后，發(fā)電效率低，經省水利廳批準決定增效改造。該工程對水輪發(fā)電機組拆卸技術提出了較高要求，所以本文針對相關內容進行了探討。

關鍵詞：立式混流;水輪發(fā)電機組;拆卸

1 工程概況

高州水庫位于廣東省高州市東北部鑒江一級支流大井河及曹江之上，是由良德、石骨兩個水庫通過龍頭坳連通而成的大（1）型綜合水利樞紐工程。水庫以灌溉、防洪和供水為主，結合發(fā)電、養(yǎng)魚，集雨面積達1022km2，總庫容12.79億m3。良德壩后電站是利用高州水庫引水發(fā)電的壩后低干渠電站，總裝機容量為2×10MW，采用2臺HL702-LJ-230水輪機及2臺TS425/113-32發(fā)電機。電站自1976年建成已經運行了30多年時間，由于HL702型號老舊，設計和制造水平都很落后，性能指標差，年發(fā)電量損失大，而且易發(fā)生空蝕現象，所以增效改造是很自然的選擇。良德壩后電站增效改造工程是由廣東省水利廳以粵水農電[2012]22號文批準建設，建設資金來自中央、省級補助和自籌，改造內容主要是更換2臺高效立式混流水輪機組及有關附屬設備。由于要利用原水輪機組的埋件，并保證新機組設備的安裝尺寸與舊設備埋件完全一致，所以必須根據舊機組設備拆卸后埋件的測量尺寸，確定新機組的安裝尺寸，以保證改造后發(fā)電機組的安裝與運行要求。鑒于此，舊水輪發(fā)電機組的拆卸不能采取“強拆”做法，拆卸時必須保證原埋件不受到任何破壞和變形影響，然后再精確測量埋件安裝尺寸。

2 水輪發(fā)電機組拆卸

2.1 拆卸準備

水輪發(fā)電機組拆卸前應做好必要的準備工作，了解舊機組的原理和結構，特別是各零部件之間的位置、結構及相互關系，為合理拆卸奠定基礎。為了對比新舊機組的性能參數，應在停機前做好各種負荷工況的參數記錄，如軸承溫度（油溫、水溫、瓦溫）、發(fā)電機定子溫度（鐵芯溫度、風溫）、機組開度、水壓、尾水管真空度、蝸殼水壓、尾水位、運行水頭下的功率等。然后停機、斷電，關閉前池閘門及水輪機主閥，排盡蝸殼、尾水管內的積水。清理工作現場，如機組周圍的雜物、地面積水與積油。拆卸項目負責人與運行單位辦理相關交接手續(xù)，并對有關安全措施進行檢查和核實，雙方確認無誤即可完成移交。拆卸單位應準備好合適的工器具和設備，并對待拆零部件做好必要的標記，以便拆除后分類放好，需要測量時也不會弄混淆。

2.2 拆卸順序

本工程拆卸時，水輪機拆卸與發(fā)電機拆卸交叉進行，并從機組最上端發(fā)電機部分開始，在拆卸發(fā)電機轉子、上機架等部分后再拆卸水輪機。圖1是水輪發(fā)電機組拆卸流程圖[1]。

由圖1可見，水輪發(fā)電機組的拆卸遵循先外后里、先上后下的順序，部分階段可上下同時進行，所以應做好安全措施。拆卸的主要內容包括：（1）拆除外部密封結構，如上、下機架蓋板;（2）拆卸管線，如水、油、氣、電等管線;（3）拆卸上導軸承、推力軸承及相關組件;（4）拆卸推拉桿及導葉連接部分組件;（5）拆卸下導軸承或水導軸承及相關組件;（6）拆卸發(fā)電機總裝零部件、上機架及發(fā)電機轉動部分;（7）拆卸下機架、導水機構、水輪機轉動部分等。下面分析幾個重要部件的拆卸技術及注意事項。

2.3 拆卸軸承

立式混流水輪發(fā)電機組有1個推力軸承和2個導軸承。拆卸軸承需要使用專用工具，并且有一定技術含量。拆卸推力軸承（如圖2所示）時，先要拆除卡環(huán)。而拆除卡環(huán)，必須先用千斤頂頂起轉子，使推力頭鏡板與瓦面分離。然后頂起制動閘，使發(fā)動機組重量落在制動閘上。制動閘放油后，等待10～15min，若推力頭鏡板與瓦面間隙（約3～5mm）沒有變化，即可拆除卡環(huán)。拆卡環(huán)時，先要解鎖保險墊片，再拆除卡環(huán)與推力頭之間的連接螺栓，然后使用平口鏨子分開卡環(huán)并取出。接著拆下推力頭與鏡板之間的定位銷、連接螺栓，在專用工具和千斤頂協力配合下使推力頭松動，然后通過橋機吊出。一般水導軸承（如圖3所示）的拆卸與發(fā)電機上部的拆卸同步進行，在下機架支腿上掛2個手拉鏈葫蘆將水導軸承提起，在拆卸時要先放盡軸承內的余油并拆除油盆等附件。在吊出發(fā)電機轉子前需要先拆卸上導軸承。首先拆除軸瓦上的壓板，然后使用專用調瓦扳手松開頂

瓦上的抗重螺栓，再將2顆取瓦螺釘旋入取瓦孔，軸瓦即可分離取出。

2.4上法蘭分解

發(fā)電機軸與水輪機軸的法蘭稱為上法蘭。轉子吊出前，需要松開上法蘭（如圖2所示）的螺栓。這項工作應在機組重量已落在制動器上且發(fā)電機軸承、蓋板已全部拆除后進行。首先，在水機室內使用木板搭建工作臺。接著在基礎環(huán)上放置3對等高楔子板，其高度應使水輪機主軸止口與發(fā)電機主軸止口脫離后有大約5mm間隙。再由3人配合拆卸主軸連接螺栓。先使用工具去除螺母上的防松裝置（點焊點或攔塊），然后對稱均勻地使用游擊錘打松各個螺母，除保留2顆螺栓與螺母外，拆下其他螺栓。接下來對稱穿上2顆落軸螺栓和螺母，取下保留的2顆連軸螺栓。利用落軸螺栓使轉輪均勻落到楔子板上。不用落軸螺栓，也可借助備用螺栓、橫梁和千斤頂分解水輪機軸上法蘭。

2.5 吊出轉子

首先，布置轉子起吊防撞、防傾斜及其他安全措施，檢查橋機及起吊器具。然后將專用吊具安裝在發(fā)電機主軸推力軸承軸頸位置，再裝上卡環(huán)。檢查發(fā)電機上、下連接部分已拆除、不影響轉子吊出時，在吊具上掛好鋼絲繩，使用橋機將轉子吊出。為安全起見，需安排8～10個人配合，1人負責指揮，3～5個人在定子上、水機室和下機架處監(jiān)視，4個人持木條防止轉子碰撞定子。起吊應先試吊幾次，檢查沒有問題再將轉子吊出機坑。轉子取出后應臨時固定好，以防傾倒。

2.6 拆除導水機構

舊機導水機構的一些技術參數對新機安裝尺寸有一定參考價值，所以拆卸前應進行一些測量。測量項目包括導葉漏水量、導葉端面間隙與立面間隙、接力器壓緊行程、導葉開度、導水機構動作力等。這些參數可在停機時測量。導水機構分為傳動機構和過水部件兩部分。傳動機構包括推拉桿、控制環(huán)、導葉臂、連板、連臂、分半鍵、剪斷銷、導葉端蓋和止推塊等。先將拆卸部件做好標記和編號，再對各部件的位置尺寸或定位尺寸進行測量。然后就可以依次拆除。推拉桿和控制環(huán)只要拆下銷子的鎖片，取下銷子，拆下螺母，即可取出推拉桿。接著拆連臂等部件，拔去銷軸即可取出連臂。拆除分半鍵要使用專用拔鍵工具。拆去止推壓板，使用拔拐臂工具拔起拐臂。導葉套筒的拆除，可先用2個頂絲將套筒頂起，再通過專用工具拔出套筒。當發(fā)電機轉子、下機架和水導軸承吊出后，可以拆卸過水部件。先測量頂蓋與底環(huán)間距，然后拔出頂蓋定位銷，拆除頂蓋與座環(huán)結合螺栓，吊出頂蓋。對導葉進行編號，然后吊出。對底環(huán)做好標記再吊出。

2.7 拆除水輪機轉動部分

將專用吊具安裝在水輪機軸法蘭上，然后將轉動部分吊出機坑，并放在指定位置。水輪機轉輪與主軸之間的法蘭一般稱為下法蘭。下法蘭拆卸方法與上法蘭類似，這里不再重復。為防止傾倒，應使用吊機吊住主軸，拆出螺栓后放平主軸。最后拆除泄水錐、軸心補氣閥等零部件。

2.8 埋件等安裝尺寸測量

現場清理后，對尾水管里襯、轉輪室、座環(huán)、機坑里襯、發(fā)電機基礎底板等埋件尺寸進行精確測量。

3 結語

對老舊型號的水輪機發(fā)電機組進行增效改造是提高水輪機運行可靠性和效率的必由之路。舊機改造不存在新機安裝的難點——埋件安裝，但新機必須適應舊機埋件的安裝尺寸，新機制造安裝前需拆除舊機并精確測量埋件尺寸。本文對舊機拆卸技術進行了分析，可供類似工程參考和借鑒。

參考文獻：

[1]戴鈞，王洪云.中小型混流式水輪發(fā)電機組機械檢修及主要易損部件的修復技術[M].北京：中國水利水電出版社，2007.