水轮发电机机电安装问题研究

张宜芳

【摘要】作为确保水利水电工程正常运行的关键技术设备，应注重做好水轮发电机机电安装环节。作为卧式机组的重要类型之一，贯流机组体积大，水头及转速较低等特点，决定了其在安装过程中具有一定的难度。基于此，在水轮发电机机电安装中需注重安装质量，控制好安装难点和要点。本文围绕贯流机组水轮发动机，以笔者掌握的安装理论结合工作实践，对水轮发电机安装中的要点及问题进行阐述。

【关键词】水轮发电机；机电安装；安装技术；要点

水轮发电机组是确保水利发电得以正常运转的主要设施，随着科技发展，水利水电工程中涌现出一批新设备及新技术，利用先进的科学技术给水轮发电机组进行安装，会给水利水电工程带来更好的社会经济效益。水轮发电机机电安装，一方面要做好安装过程的质量管理，另一方面需要及时跟进安装后的定期检修工作，确保水轮发电机组充分发挥其性能[1]。

1 贯流机组式水轮发电机安装步骤及流程

1.1 安装管型座

管型座是贯流式水轮发电机机组的重要构件，是整个机组的安装基准，水轮机导水机构（内、外配水环）及发电机的定子都分别把合在管型座的上、下游法兰上，并以此作为基准进行安装，所以对管型座的安装精度要求较高，要注重管型座的安装质量，从整体上保障水轮发动机能够在良好的受力条件下工作，提高设备使用寿命。管型座中心与桩号之间位置上的安装误差控制在2mm内。

1.2 安装主轴、轴承

贯流式水轮机和发电机应该使用相同类型的主轴，主轴上要配套水导轴承及组合轴承。水导轴承的结构是分块瓦，要有稀油润滑，润滑油采用内循环水冷却方式。安装前对受油器有绝缘要求的瓦要进行绝缘检查，对油槽进行彻底的清扫，油槽封闭后进行注油，使高位油箱和轴承油箱实现了油循环，以免因停电等事故导致设备缺乏润滑而受损。在安装间内完成主轴安装后，于管型座侧框进行架孔及流道调入，沿着水平方向进行90度旋转，借助桥机将大轴缓慢移动到预定安装位置。

1.3 安装转轮

水轮发电机转轮安装前，先要在安装间内解体并组装转轮，对转轮的工作性能及耐压性能加以测试，如测试结果符合安装要求，再开展吊装工作[2]。首先，借助吊装设备将转轮加以90度翻转，然后将其吊入机坑内并联接大轴。在转轮配合止口拉入，可以通过采用联轴螺栓加以完成，在转轮与联轴螺栓之间紧密接触后，将联轴螺栓拧紧，确保桥机松钩后，转轮和联轴螺栓紧密咬合。在完成安装后，还应根据厂家设计要求，采用电加热法拉伸拉直联接螺栓，并使用螺栓锁片加以牢固。

1.4 安装转子

转子主要由转子支架及磁极构成，通过螺栓可将磁极安装于转子支架，这一组装环节较为省力。在进行磁极挂装流程之前，应借助绝缘电阻对磁极加以测量，确定磁极的极性和重量，根据测量结果开展挂装工作。完成挂装后，应调整转子圆度及其直径，在这一环节，可以通过对磁极垫片和磁极圈加以调整来实现，需要注意控制其半径误差大小。

在完成转子组装工作后，应对其耐压性进行测试，确保其耐压程度符合设计及安装要求。在耐压测验完成后，对转子进行喷漆，喷漆原料采用汽油或甲苯加以稀释，喷漆过程中保持匀速，在转子线圈部位可以适度喷厚，而在磁极部位则应尽量喷薄[3]。在进行转子吊装时，可通过翻身工具与转子起吊，将其将转子从发动机坑转移出来，并沿着垂直方向将转子吊入机坑内，使其连接主轴。

1.5 安装定子、灯泡头及其附属设备

在定子安装阶段，与转子安装一样，也应先期进行耐压试验，确保其耐压性能符合安装要求时，才能安装。安装方法可以参照转子的安装方法。定子与转子之间的空隙数值应控制在8-12点间，确保定子和机组内壳的联接螺栓紧密咬合。

在灯泡头的安装上，应先将其吊入流道中，然后通过使用桥机将灯泡头吊起，平移到定子位置，借助联接螺栓将灯泡头和定子进行联接处理。安装人员同样需要着重将联接螺栓加以拧紧，并确保其间隙大小符合安装规范。

1.6 后期检修工作

贯流式水轮发电机的安装工作结束后，需要在完成设备的二次检查后再给予使用，检查的重点内容是前期安装过程中的主要质量控制要点，如各部件之间的密实程度，联接螺栓的紧固度等，借助这一二次检查环节，弥补安裝中出现的质量漏洞，减少设备投入使用后发生故障，影响水利水电工程生产的正常发挥。

水轮发电机常见的问题之一是发电机在运行过程中突然停运，造成这一现象的原因多是由于真空断路器出现断路或跳闸，从而导致水轮发电机出现了超负荷现象，进而引起设备停运。因此，在后期检修维保缓解，要保障主变低压侧处于稳定的运行环境中，由于主变低压侧无法做到对开关进行关合控制，在开关开启后，在运行过程中极易导致储能机设备积攒众多灰尘。因此，后期维保人员应采用润滑脂等原料及时对灰尘加以清理，从而保障水轮发电机平稳安全运行。

2 发电机组安装工艺的难点及质量要点

贯流式水轮发电机机电安装过程中存在的主要安装难点：一是水轮机和发电机在向导轴承及组合轴承之间较易产生间隙的变化；二是水轮发电机在座环、尾水管、导水设备吊装环节和焊接部位较易产生变形[4]。要解决这两个安装中的难点问题，需要安装人员要注重做好几个要点的质量控制。

（1）深入研究发电机轴承间隙问题，开展轴系计算，根据设计及安装要求，控制水轮发电机部件间的瓦轴间隙，对其绕度大小加以精准测控。水轮机组中过流部件密封部位的尺寸非常关键，完成安装后要进行渗漏试验，确保其符合有关标准。

（2）对水轮机组联接螺栓进行预应力测试，一方面确保机组固定部位的螺栓稳固，另一方面保障机组转动部件部位螺栓得以有效锁定，使其达到设计标准要求， 确保机械能够正常运转。

（3）水轮发电机机电安装前、中、后环节，要注重对机电设备中的油孔系统、轴瓦系统、轴承系统加以及时的润滑及清洗，提高发电机机组设备运行的平稳度，使其始终处于最佳的运转环境中，减少设备发生故障的几率。

（4）在水轮发电机的主轴被吊入机坑算起，直到水轮发电机机组正式开始运转，这一过程通常需要一至两个月。因此，及时做好机电设备的防腐措施显得十分必要，着重对机电设备的轴颈、镜板等部位进行防腐处理。

（5）安装人员在对水轮发电机机电中的定子及转子进行安装时，此时通常要在其内部开展安装施工工作，因此，应督促安装人员对安装操作加以规范，使安装流程符合相关标准要求，提高责任意识，严格仔细，避免出现定子及转子内遗留安装工具或各类零件的现象，以免给设备运转构成损害。

3 结语

水利水电工程运行环节，水轮发电机组担负着重要的工作任务，其在保障水轮水电工程正常发电运转上具有极其重要的地位和作用。水轮发电机机组能否有效安全运行，又取决于安装环节能够做到高质量。因此，水轮发电机机组安装人员要强化安装质量意识，确保各个环节的安装过程符合相关的技术标准，并做好后期的复检和维保工作，从而保障水轮发电机平稳高效运转，为全面发挥水利工程的经济及社会效益保驾护航。

参考文献：

[1] 邓小林.浅谈水电站水轮发电机安装技术[J].建筑工程技术与设计，2014，（17）：903+488.

[2] 罗晓良.水轮发电机组的安装质量控制措施探讨[J].科技传播，2013，（20）：109-110+107.

[3] 王贵清，刘鹏让.多段结构水轮发电机组轴系调整研究及应用[J].水力发电，2011，（5）：67-68+73.

[4] 钟小华，王元文，杨应武等.大型灯泡贯流式水轮发电机组安装[J].水电站机电技术，2010，33（1）：29-30+34.