曹裕新
国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司 330096
摘要：近年来，随着水资源的不断开发，灯泡贯流机组作为一种利用低水头发电的机组，迅速在国内普及，但在安装过程中，鉴于灯泡贯流式机组安装的特殊性和难度，结合峡江水电站灯泡贯流式机组安装的新技术、新工艺，对提高大 、中型灯泡机组的安装工效具有普遍的意义。
关键词：灯泡贯流式；峡江水电站；安装技术
1工程概况
江西峡江水利枢纽工程位于赣江中游峡江县巴邱镇上游峡谷河段，是一座以防洪、发电、航运为主，兼顾灌溉等综合利用的大型水利枢纽工程，工程总投资99.22亿元，可以调控赣江70%的流域面积，是江西省有史以来投资规模最大的水利工程。
工程主要由拦河坝、泄水建筑物、发电引水系统、电站厂房、船闸、灌溉引水口等建筑物组成。坝顶全长874米，泄水闸最大闸高28.7米，最大坝高15.2米，正常蓄水位46米，总库容11.87亿立方米，防洪库容6亿立方米，电站安装9台单机容量4万千瓦的灯泡贯流式机组，总装机容量36万千瓦，年平均发电量为11.42亿千瓦时。该工程于2009年9月开始施工 ,2015年8月全面建成发电。
2 灯泡贯流式机组的重要性
贯流式水电站作为开发低水头水力资源的良好渠道，其中以灯泡贯流式机组的发电效率最高，而具有较高的单位流量和比转速。在同一水头的出力下，该机组具有尺寸小和工程建设量较小的优势，被我国越来越多的水电站建设工程所采用。江西峡江水利枢纽工程安装有9台灯泡贯流式机组。
3 主要参数
水轮机型号GZ(982)-WP770,水轮机转轮直径7.7m,转轮叶片数4,水轮机额定出力41?MW,最大水头14.39m,加权平均水头10.93m,额定水头8.60m,最小水头4.00m,额定转速71.4r/min,额定流量528m/s；发电机型号SFWG40-84/8700,额定容量44.44MVA,额定功率40MW,额定电压13.8kV,额定电流1859.4A,功率因素0.9(滞后)。
4.发电机总体结构特点
(1)发电机采用水平灯泡式结构布置方式。正、反推力轴承位于转子的下游侧,整个机组设两个卧式径向轴承,其中发电机径向轴承位于转子与正向推力轴承之间。发电机采用带风机的强迫空气冷却和本体冷却套换热二次冷却方式。发电机与水轮机共用一根轴体。
(2)发电机设组合式正、反向推力轴承和分块瓦卧式径向轴承。轴向推力负荷和径向负荷由轴承支架传递到水轮机座环上,轴承支架为整体焊接结构,正、反推力瓦和径向瓦由同一.轴承支架支撑。正、反推力瓦各为12块,采用支柱螺丝加托盘支撑的可调瓦结构。推力瓦为钨金瓦,并采用高位油箱自重力供油和瓦面进油边表面开槽人油的润滑方式,推力轴承不设高压顶起装置。径向轴承采用分块瓦线支撑结构,轴颈直径2040mm,下部设4块工作瓦，上部设2块辅助瓦,径向瓦均采用高位油箱自重力供油和瓦面进油边开槽入油的润滑方式，径向轴承下部4块瓦设高压油顶起装置,并在机组开停机时启用，以主轴本体作正、反推力轴承镜板和卧式轴承轴颈。
4 机组安装工艺
4.1主轴的吊装
(1)主轴吊装重量约为93 t,根据施工图纸,在安装场依次安装好内外操作油管水导轴承、滑车装配、主轴吊装工具,水机座环内安装好滑车轨道。主轴吊装前，首先在安装间对主轴装配进行试吊，调整钢丝绳长度,以使主轴中心基本水平,合格后将主轴装配从发电机吊物孔吊人机坑;然后把主轴吊放于滑车装配上(主轴吊具位置在滑车中间);最后通过在滑车上垫硬木方来调整主轴高程。
(2)主轴吊人机坑后,利用自备的工具慢慢移动吊钩使主轴向下游移动,待吊钩移动至座环上支柱时,利用千斤顶和支撑将主轴顶起,再将主轴吊钩转换到上支柱孔内，继续移动吊钩，直至水导轴承底座法兰在导叶内环相应配合法兰面正上方约5mm左右时,把滑车轨道上游段支撑I拆掉。
(3)根据主轴顶起工具图把主轴顶起装置安装在支座上。把轴承装配中的圆柱销(中40)先装于导叶内环上,利用顶起装置把主轴项起,使水导轴承的底部与导叶内环底部完全接触,之后再把顶起装置中的薄螺母M64锁死，最后把滑车装配、轨道下游段、支撑I、支撑用、吊耳拆掉。
4.2转轮的安装
(1)转轮装配。
1)转轮组装准备:清扫、检查转轮体枢轴组合面及联接螺孔,用专用起吊工具将转轮体(与主轴联结的法兰面朝下)吊在钢支墩上,支墩与转轮体之问应垫以软质材料和楔形板;拆除起吊工具和盖板,先安装试压盖板，以便进行渗漏试验。
2)叶片安装:安装传扭销和导向销,安装顶紧环和弹簧，将密封圈装于桨叶轴头上;调整桨叶轴头端面和拐臂端面的平行度及传扭销孔的位置,将叶片慢慢套人，用导向螺栓徐徐压人;拧紧叶片螺栓按螺栓设计预紧力或螺栓设计伸长值打紧螺栓;安装密封压环和密封压盖。
(2)密封试验。
1)安装转轮泄水锥:在轮毂内充满油,安装好盖板,接好油泵。
2)转轮体内充油0.05MPa,试验时间16h,叶片在每1h转动全行程3次，转动应灵活,不得渗漏;活塞缸内的操作油压到实验压力时，保持30min,每个叶片密封装置应无漏油。
3)转轮最终组装:试验符合要求后排油,拆除盖板,拧紧密封盖板螺栓并在螺栓的螺纹上涂上N0.271粘接剂;安装叶片联接螺栓封堵板(配割),并用不锈钢焊条焊于叶片上,封焊后表面必须打磨光滑,所有焊接部位进行着色检查(PT)。
在对转轮的运行状态进行测试，主要测试耐压性，满足设计要求后，方可吊装。在进行吊装前，应拆卸转轮中的某一叶片，并在转轮翻转半圈后，将转轮与主轴装上，然后用电加热的方法伸出联接螺栓，待牢固后再装上拆下的叶片。
4.3转子和定子的安装
在挂装磁极工作开展前，需通过绝缘电阻作用，进行刺激测量，根据其重量与极性差异，进行挂装。待完成挂装后，还要进行转子圆度、直径的调整，将其控制在差异允许范围内。转子组装完成后，测试其交流耐压能力，然后喷漆操作，最后进行转移、吊入，将其与主轴相连。定子的安装工艺与转子相同，只需注意厂家配套的平衡梁，以防定子在吊装过程中发生形变。
4.4 灯泡头的安装
实际上，在转子起吊前，需要将球头运输到流道中，当球头靠近发电机墩柱时，可以将球头移到墩柱的上游侧。然后将其吊起并与准备好的定子结合。在桥式起重机松钩阶段，定子与球头连接前，需要千斤顶保持定子的状态。最后将发电机垂直主支架、水平支架、机组导流板、发电机压力盖板等设备逐一安装。
5 安装过程中需要注意的问题
（1）在灯泡贯流式机组轴承之间的连接部位
为了提升机组电能供给率，必须注意轴承之间连接的高效率。严格遵照工程施工图纸，将所涉及到的工具，做好规划，并提前考虑潜在的风险。实现机组轴承之间衔接效果最大值，防止在安装中，因为局限性，而发生无法弥补的严重施工问题，有效规避安全风险。另外，在施工安装前，要准确把控机组零部件间的功率损耗，结合以往安装经验及施工规则制定，进行组合安装，针对可能产生的不良后果及危机情况，制定预警方案，全方位考虑、处理可能存在的一系列安装风险问题；
（2）虑相关零部件的变形损坏更换问题
水电站灯泡贯流式机组应按照有关年限使用标准，对零部件进行定期的养护保养，尤其是重点零部件的变形检查和更换升级工作。须依照安装施工制度规范，科学合理的综合规划管理，保证在实际应用中，满足设定标准，尽可能的达到水电站灯泡贯流式机组的任务目标，提高水力资源转化电能的供给效率质量和水平，充分发挥机组的最大化效用。
6水电站灯泡贯流式水轮机的存在的弊端
灯泡贯流式机组在水电站供、用电过程中的应用，依赖于水资源作为主要发电能量供给，存在不可控性，致使在应用期间，出现水利受力不均衡的问题。因此，从源头上影响水电站的水力资源利用效率，阻碍水力资源的电能供给量，在一定程度上影响水电站的经济效益。这是对水资源的浪费，甚至可能造成不同程度的安全事故。这个问题有两个原因。具体内容如下：
第一，垃圾堵塞在挡污栏附近。通常情况下，灯泡贯流式机组安装于水力资源的中下游区域，利用地势的落差，充分利用水利资源，然而，河流的中下游部位会堆放大量的河流冲刷带来的杂物，导致水力资源的遮挡阻断，降低水力发电站的发电率。
第二，水力资源下游水位升降变化。在灯泡贯流机组安装施工过程中，如没有完全按照工程设计施工图纸的有关数据要求设置，存在严重的设计缺陷，使工程设计缺少科学性、合理性。如若灯泡贯流式机组安装不合理，容易使河流下游区域的整体水位上升，降低机组可利用水头。
7结束语
灯泡贯流式机组的结构和布置方式与其他机组不同，结合峡江水电站灯泡贯流式机组结构，对安装流程和技术作了简要说明，对科学合理的安装技术和模式进行掌握，可对不必要的工序进行减少，对返工现象进行规避，减少时间消耗，将安装工作提上日程，对水电站建设质量和效率进行高效提升，希望对贯流式机组的安装和检修工艺起到一定的参考和借鉴作用。
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