水輪發(fā)電機安裝

懸式水輪發(fā)電機安裝流程為：①在基坑一期混凝土中預(yù)埋下部風(fēng)洞蓋板、下機架及定子的基礎(chǔ)件。②在定子基坑內(nèi)組裝定子和下線圈。③待水輪機大件全部吊入機坑后，吊裝下部風(fēng)洞蓋板。④把已組裝成整體的下部機架吊入基礎(chǔ)找正，澆筑二期混凝土。⑤在安裝間專設(shè)的裝配臺上進行轉(zhuǎn)子裝配，然后整體吊入機坑，按水輪機主軸中心、高程、水平進行調(diào)整定位。⑥測量轉(zhuǎn)子和定子間的空氣間隙，以轉(zhuǎn)子為基準(zhǔn)矯正定子中心，使周圍空氣間隙均勻，并澆筑定子基礎(chǔ)二期混凝土。⑦將裝配成整體的上機架吊放于定子機座上，按轉(zhuǎn)子主軸調(diào)整中心和水平后，擰緊機座組合螺栓，鉆配剪切定位銷釘。⑧轉(zhuǎn)配推力油槽和推力軸承，將轉(zhuǎn)子落到已研刮好的推力軸瓦上，進行發(fā)電機主軸單獨盤車，測量和調(diào)整主軸擺度。⑨聯(lián)接發(fā)電機和水輪機主軸，進行機組主軸線擺度的測量和調(diào)整。⑩調(diào)整推力瓦受力，并按水輪機止漏環(huán)間隙，調(diào)整機組軸線的中心和垂直度。根據(jù)主軸位置和軸頸擺度方向及大小，安裝各部已刮好的導(dǎo)軸瓦，裝配機組空氣冷卻器、油氣水管路及其他附件。傘式水輪機安裝方式與懸式水輪機安裝方法大致相似，僅總裝配時吊入順序有些不同。

50年代是我國機電安裝隊伍的初創(chuàng)階段，水輪發(fā)電機組容量一般在15MW以下， 定子鐵芯外徑不超過5.5m，分2～3瓣運往工地，現(xiàn)場組合嵌裝合縫處線棒。定子繞組 大部為疊繞瀝青云母浸膠絕緣，下線時采用加溫吊拔和嵌線，接頭連接為炭弧加溫，錫 焊接。轉(zhuǎn)子直徑一般不大于5m，大都采用輪幅燒嵌和現(xiàn)場堆疊磁軛，磁軛與轉(zhuǎn)子支架 采用徑向鍵冷態(tài)或熱態(tài)下打緊的施工工藝。豐滿水電站72.5MW水輪發(fā)電機組是這個時期安裝投產(chǎn)的最大容量的機組。

60年代開始安裝傘式水輪發(fā)電機組，懸式水輪發(fā)電機單機容量提高到100MW，定子鐵芯外徑增大到9m，定子分瓣增加到4～6瓣，定子繞組開始采用條式波繞組，轉(zhuǎn)子磁軛與轉(zhuǎn)子支架的連接已全部采用熱打鍵施工工藝。

從60年代到70年代末十余年間，隨著劉家峽水電站225MW水輪發(fā)電機的安裝投 產(chǎn)，一批大型水輪發(fā)電機組相繼安裝投產(chǎn)。單機容量超過100MW的發(fā)電機定子直徑均 超過10m，無軸結(jié)構(gòu)的傘式發(fā)電機應(yīng)用日趨普遍；懸吊型水輪發(fā)電機已部分取消了下機 架和下導(dǎo)軸承，液壓支柱式推力軸承得到廣泛的應(yīng)用，其安裝調(diào)整工藝也日趨成熟;繞 組主絕緣以環(huán)氧粉云母代替瀝青云母浸膠絕緣，安裝時可以不加溫吊拔；勵磁方式也由 傳統(tǒng)的直流勵磁機勵磁逐步為靜止整流勵磁系統(tǒng)所取代。在安裝程序方面，劉家峽水電 站4號機組安裝采用定子在機坑外下線，整體吊裝定子的工藝; 富春江水電站從法國進 口的機組首次采用定子鐵芯無隙整圓疊裝的方法；大電流直流電源在定、轉(zhuǎn)子繞組干 燥、電動盤車等方面獲得廣泛應(yīng)用。

80年代，隨著葛洲壩水電站170MW和125MW共21臺水輪發(fā)電機組的安裝，我 國水輪發(fā)電機組安裝出現(xiàn)了一站多機同時安裝和多電站大型機組同時安裝的繁榮景象。 其中葛洲壩水電站170MW水輪發(fā)電機總重量1640t，定子鐵芯外徑17.6m，推力總負(fù) 荷達(dá)3800t，均達(dá)到或接近世界水平，為國內(nèi)之最; 葛洲壩水電站機組安裝還創(chuàng)造了年 裝6臺大型機組的國內(nèi)最高記錄(1987年)。這一階段的水輪發(fā)電機安裝，定子鐵芯現(xiàn)場整圓疊壓已在幾個電站實施，圓盤式轉(zhuǎn) 子支架組焊已取得初步經(jīng)驗；推力軸承有的采用水內(nèi)冷瓦和高壓油頂起裝置; 大功率靜 止整流勵磁系統(tǒng)完全取代了旋轉(zhuǎn)直流電機。各安裝單位在發(fā)電機定子組裝焊接及控制變 形、各種類型推力軸承安裝調(diào)整等方面都積累了豐富的經(jīng)驗。

進入90年代以后，大型水輪發(fā)電機安裝呈現(xiàn)出一派欣欣向榮蓬勃發(fā)展的大好局面。 國產(chǎn)機組與引進機組交相輝映，巖灘水電站302.5MW、隔河巖水電站300MW、漫灣 水電站250MW、水口水電站200MW、五強溪水電站240MW機組相繼安裝投產(chǎn)；抽水 蓄能機組異軍突起，潘家口水電站90MW、廣州抽水蓄能電站300MW、十三陵抽水蓄 能電站200MW發(fā)電電動機的相繼安裝投產(chǎn)，填補了我國大型抽水蓄能電站的空白；而李家峽水電站400MW和二灘水電站550MW水輪發(fā)電機組的安裝投產(chǎn)，標(biāo)志著我國水輪發(fā)電機制造與安裝躍上了一個新臺階。

水輪發(fā)電機的布置形式隨水輪機而定。通常中小型沖擊式水輪機和貫流式水輪機配臥式發(fā)電機。大中型混流式水輪機和軸流式水輪機配立式發(fā)電機，立式發(fā)電機又分為懸式水輪發(fā)電機和傘式水輪發(fā)電機。此外，還有抽水蓄能電站的可逆雙速發(fā)電-電動機。

水輪發(fā)電機的安裝結(jié)構(gòu)形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式:

1)臥式結(jié)構(gòu)

臥式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機通常有沖擊式水輪機驅(qū)動。臥式水輪機組通常采用兩個或三個軸承。兩個軸承的結(jié)構(gòu)其軸向長度短，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)整方便。但當(dāng)其軸系臨界轉(zhuǎn)速不能滿足要求或軸承負(fù)荷較大時，這需要采用三軸承結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)臥室水輪機發(fā)電機組大部分屬于中小型機組。而容量為12.5MW的大型臥式機組也有生產(chǎn)，國外生產(chǎn)的臥式水輪發(fā)電機組，容量在60--70MW的并不罕見，而用抽水蓄能電站的臥式水輪發(fā)電機組，單機容量可達(dá)300MW。

2)立式結(jié)構(gòu)

國產(chǎn)水輪發(fā)電機組廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅(qū)動。立式結(jié)構(gòu)又可分為懸式和傘式。發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式,位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。

3)貫流式結(jié)構(gòu)

貫流式水輪發(fā)電機組由貫流式水輪機驅(qū)動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉(zhuǎn)輪軸線采取水平或傾斜布置,并與水輪機進水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發(fā)電機具有結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕的優(yōu)點,廣泛用于低水頭的電站中。

水輪機按工作原理可分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機兩類。沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力不變，主要是動能的轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反

作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力能和動能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。

現(xiàn)代水輪機大多安裝在水電站內(nèi)，用來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。在水電站中，上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機，推動水輪機轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。作完功的水則通過尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大，水輪機的輸出功率也就越大。

水輪泵站的水工建筑物包括水壩、引渠、攔污柵、進水閘、沖沙閘、機坑、吸出管(尾水管)、尾水渠等。用于灌溉的水輪泵站提水有季節(jié)性。為充分利用水利資源，較大的水輪泵站應(yīng)考慮綜合利用，可結(jié)合水力發(fā)電或水力加工。水輪泵站與塘庫結(jié)合可提水蓄庫以豐濟枯進行調(diào)節(jié);利用潮汐泵站提水蓄庫，可解決一般潮汐電站發(fā)電斷續(xù)的矛盾，做到連續(xù)供電。