李寶石

（遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 鐵嶺 110006）

水電工程，設備的安裝往往貫穿整個工程建設周期，大型工程的機電設備安裝持續(xù)時間更久，甚至數(shù)年時間。水電設備安裝是一個系統(tǒng)、復雜的工程，涉及的專業(yè)面十分廣泛，在安裝過程中嚴格實行工程質量管理，是提高機電設備安裝質量的有效方法，對保障水電站的運行安全有著十分重要的意義?；诖耍疚尼槍﹀考覟乘娬緳C械設備安裝展開分析。

1 工程概況

蹇家灣水電站位于四川省重慶市城口縣境內，壩址位于任河一級支流蹇家溝灣上游約20 m處，距離與任河匯合口約1.3 km，河流長度5.52 km，集雨面積約為10.7 km2,最大水頭為360.17 m，正常運用洪水重現(xiàn)期為50年，洪峰流量3340 m3/s,非常運用洪水期采用200年，洪峰流量4080 m3/s。消能建筑物洪水重現(xiàn)采用20年，洪峰流量2850 m3/s。根據水能計算，裝機3臺，單機容量700 kW，總裝機容量為2100 kW，年利用小時3504 h，年平均發(fā)電量736萬kW·h。大壩為壩頂高程719.5 m，為碾壓混凝土重力壩，正常蓄水位1049 m，校核洪水位最高尾水位688.30 m，總庫容744萬m3。

2 水電站機械設備安裝

2.1 水電站引水建筑物

引水建筑物由取水口和壓力鋼管組成。

（1）取水口布置于右岸擋水壩段，根據水庫地形、地質及水庫淤積情況，發(fā)電引水管進口底板高程確定為1044.70 m，較現(xiàn)狀地面高約2.5 m。

為了使水流平順的進入引水管道，減少水頭損失，進水口頂板采用四分之一圓弧曲線，方程為：X2/0.32+Y2/0.32=1。采用C20鋼筋砼襯砌，厚度為40 cm。

進口設置一道攔污柵。攔污柵處流速控制在0.7 m/s左右，孔口凈尺寸為1.3 m×1.3 m（寬×高）。攔污柵啟閉設備平臺高程為1052.00 m。

進口段攔污柵后接閘門段，閘門井尺寸為：1.1 m×1.1 m，采用C20鋼筋砼襯砌。閘門后設置一個通氣孔，直徑為0.40 m。閘門啟閉設備平臺高程為1052.00 m。

閘門井后接漸變段，由方形漸變到圓形，后接壓力鋼管，漸變段長度為1.5 m。

（2）采用壓力引水鋼管直接從水庫引水至廠房發(fā)電。進水口段后接壓力引水明鋼管，管徑0.6 m，管長1447 m。進廠前接3根卜型叉管，管徑為0.30 m，管長分別為3.8 m、6 m和9.1 m。

2.2 電站建筑物

發(fā)電廠房位于任河右岸蹇家灣下游，只需要滿足發(fā)電任務即可，共布置3臺發(fā)電機組。電站總裝機2100 kW。選用沖擊式水輪機，機組的安裝高程為690.15 m。

主廠房順任河布置，廠房軸線方向N31W；廠區(qū)尺寸為38.8 m×10 m+12 m×6.3 m，主機間建基高程689.51 m，安裝間建基高程689.51 m。主廠房內安裝三臺臥式機組，水輪機型號為：CJA475-W-98/1×7，發(fā)電機型號為：SFW700-8/850，相應配置三臺CJWT-PLC-1/1-16型調速器，廠內設一臺手動單梁起重機，最大起重量為8 t，跨度Lk等于8.5 m。水輪機安裝高程為690.15 m，進水管中心線高程為689.185 m，主廠房地坪高程為689.51 m，起重機軌頂高程為695.50 m。主廠房的空間尺寸為：28.4 m×8.5 m×8.84 m。廠房上游側布置調速器，滿足機組自身安裝、運行、維修、交通等要求。

三臺機組的尾水均由尾水渠分別引入任河。每臺機組各設一條尾水渠，尾水渠軸線與河道垂直，尾水渠寬0.9 m，高1.2 m，出口底板高程為687.70 m。其中尾水出口與河床高差較大約13 m，尾水出口高程較高，出流不易受任河影響，出口結合廠區(qū)臨河側公路擋墻的布置，采用階梯消能。

2.2.1 水輪機安裝高程

沖擊式水輪機安裝高程的確定原則為，保證水輪機在最高水位時能正常運行，按沖擊式水輪機排水高度要求：Hw≥（1.0～1.5）D1。

本電站水輪機的實際安裝高程為690.15 m。

2.2.2 電站調節(jié)保證

在水電站運行中，負荷與機組出力達到平衡使機組轉速穩(wěn)定。但是由于各種突發(fā)事故，造成機組突然與系統(tǒng)解列，機組甩掉部分或全部負荷。在甩負荷時，由于導葉迅速的關閉，水輪機的流量急劇變化，因此在水輪機過水系統(tǒng)內產生水擊。電站調節(jié)保證就是在電站初步設計階段計算出上述過程中最大轉速上升及最大壓力上升值。另外，電站調節(jié)保證計算的目的是使壓力升高和轉速升高不超過允許值，確保電站水機系統(tǒng)安全穩(wěn)定允許。

經計算，Hr=330 m，D1=0.98 m，Nr=700 kW，GD2≥2 t·m2,nr=750 r/min，Qr=0.238 m3/s。

當Hr=330 m，三臺機組甩全負荷時，ΣLV=1087 m2/s。

水輪機采用偏流器與噴針協(xié)聯(lián)動作的雙重調節(jié)。在機組停機過程中，偏流器在2 s～3 s內將噴嘴水流全部偏轉離開水斗式轉輪，偏流器自動關閉，快速截斷水流后，反向制動噴嘴投入使用，可以防止機組轉速上升。噴針關閉時間是不影響機組轉速上升的，只是影響壓力上升。噴針全行程關閉時間一般在 10 s～20 s，甚至更長[1]。

調節(jié)保證計算結果：當Ts=6s時，ξmax=0.11；當TP=2 s時，βmax=0.23。

計算結論：噴針和偏流器關閉規(guī)律均為直線關閉，噴針最小關閉時間Ts=6 s，偏流器關閉時間TP=2 s，可滿足電站最大壓力上升值ξmax≤25%，最大速率上升值βmax≤30%。

2.2.3 水輪機安裝

安裝時，先檢查混凝土基礎，安裝高程，各地腳螺釘（或預留孔）是否與安裝布置圖相符。如無問題，待混凝土基礎干固后就可安裝。

（1）吊裝機座。將機座吊裝于基礎上，并對基礎預先拉好中心線，此時應將機座組合面刷抹干凈，涂上鉛油，基座底用斜楔墊板，初調水平并鎖上地腳螺母（涂上黃油保護）和進行基礎的第二次澆灌工作，待混凝土干固后即可安裝軸承。

（2）安裝軸承與轉動部件。本機采用滑動軸承，安裝前應將軸承底座刷抹干凈，按出廠前已調好的左右軸承座同軸度定位銷，將軸承座裝于機座兩端平臺上，并鎖緊軸承座螺釘，然后裝上軸瓦和轉動部件。

軸瓦應在電站精刮，主軸軸頸與軸瓦的接觸點應符合技術要求，并檢查下部軸瓦在不小于60°的弧度內應與軸頸全長接觸，其面積不得小于70%。油環(huán)表面應光滑，無毛刺，接頭要平整，且能在軸上自由轉動，運轉時溫度不得高于60°，若溫升增高，可以修刮軸瓦，減少接觸角。

軸承與轉動件安裝后，精調機座水平，并保證主軸水平度符合技術要求，機座沿主軸垂直方向水平度符合技術要求，再擰緊地腳螺母和裝上機蓋。

（3）安裝噴嘴機構、折向器開度機構等。鑒于工程安裝的技術系數(shù)要求，為確保裝配后無蹩頸現(xiàn)象，此次安裝采用分層次安裝，主機安裝完畢后，通過螺母裝上噴嘴機構、折向器開度機構和在水泥坑內裝上引水彎管、伸縮節(jié)、閘閥等。在安裝噴嘴機構之前，檢查噴針桿保持平直，把噴針頂緊噴嘴口，裝后調整噴嘴中心線至轉輪中心線距離偏差應符合技術要求。

（4）安裝發(fā)電機。為了確保機械構造的完整性，發(fā)電機的安裝放在最后一個步驟。用千分表檢查水輪機聯(lián)軸器端面及發(fā)電機聯(lián)軸器端面跳動應小于0.06 mm，同軸度允差應符合技術要求，再用塞尺檢查兩軸線偏差角允差應符合技術[2]。

（5）折向器的調整。調整推拉桿的長度，保證折向器在全開位置時折向器迎水端面與噴嘴外端面之間距為10 mm，折向器在全關時，折向器下弦和噴針中心線相切[3]。

全部安裝完畢后，用手轉動聯(lián)軸器，主軸必須轉動靈活，如遇卡死，必須重新調整，至達到要求為止[4]。

3 結語

機械設備是水電站正常運行的基礎，水電站機械設備安裝對于機械設備的正常運行有重大的意義，保證機械設備安裝質量可以降低水電站運行過程中出現(xiàn)故障的概率。通過對蹇家灣水電站機械設備的安裝進行探討，可為水電工程的建設和安全運行提供參考，促進水利行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。