轴流转桨式水轮机安装方法与流程

本发明属于水电
技术领域：
，具体涉及轴流转桨式水轮机的安装方法。
背景技术：
：四川西南部金沙江、大渡河等河流水力资源丰富，建有不少水电站，例如大渡河铜街子水电站，装有几台轴流转桨式水轮发电机组，该机组由东方电机厂制造，水轮机的安装工艺也是该厂提供，该工艺为转轮、支持盖、主轴“三体联吊”方式，步骤是：1、把水轮机大轴竖直安装在安装间指定基础板上，用地脚螺栓把合定位，防止倾倒；2、将支持盖吊起，从中间套入至水轮机大轴，支持盖落放至安装间地面；3、在水轮机大轴上端法兰面上安装支撑环和起吊环，用吊装螺栓把合紧固，其中，支撑环上带8个手拉葫芦挂点；4、将8台手拉葫芦挂装在支撑环上的挂点上，在支持盖内8个吊装孔套钢丝绳，钢绳与支持盖吊装孔贴合处垫柔性垫，防止割伤钢绳，8台手拉葫芦的挂钩分别挂住各自对应的吊装孔钢丝绳；5、人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖提起离开地面1.35m，为后序装配大轴螺栓螺母提供足够空间高度；6、在转轮法兰顶端安装水轮机大轴螺栓，然后用机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将水轮机大轴连同支持盖整体吊起，吊至转轮上方，将水轮机大轴与转轮对位准确；7、整体落下水轮机大轴及支持盖，使转轮法兰上的水轮机大轴螺栓穿进大轴法兰上的螺栓孔，再将大轴螺栓的螺母旋入水轮机大轴螺栓，对称使用拉伸器将螺栓拉伸至规定拉伸量，打紧螺母；8、人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖下放1.75m，落放至转轮缸盖上的悬吊卡环上，将悬吊卡环螺栓放进支持盖内，使用风扳机将螺栓与悬吊卡环把合，使支持盖与悬吊卡环联接；9、用机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将转轮、水轮机大轴及支持盖整体起吊至机组基坑内，三体联吊工作全部完成。但是，在实际安装过程中，支持盖安装孔钢丝绳出现部分崩断、断股现象，给安装工作带来极大安全风险，4台机组安装过程竟然有2台出现上述现象，且都出现在支持盖下放过程中，不得不对安装工艺的合理性产生怀疑。技术实现要素：为了降低轴流转桨式水轮机安装的安全风险，保障设备和人身安全，本申请人首先分析了造成上述问题的原因：1、手拉葫芦提升支持盖高度达1.35m(装配大轴螺栓螺母所需高度)，钢丝绳张角很大，与支持盖吊装孔棱边“啃边”严重，柔性垫破损失效，钢丝绳与吊装孔棱边直接摩擦，是导致钢丝绳崩断或断股的直接原因。2、支持盖提升、下放过程中，虽然采用“统一指挥、同步下放”方式，但操作人员过多，1台葫芦2人、8台葫芦共计16人，很难做到真正同步，各葫芦的钢丝绳受力不均，受力大的容易受损。3、支持盖从开始提起到下放到位，间隔时间过长(提升约3小时，悬空约36小时以上，下放约2小时，共计40小时以上)，钢丝绳疲劳，容易损坏，安装人员也容易疲劳精神涣散，操作葫芦不同步。根据以上分析，本申请人提出如下安装工艺技术方案：一种轴流转桨式水轮机安装方法，采用轴流转桨式转轮、支持盖、水轮机主轴三体联吊方式，步骤是：(1)预先将水轮机大轴螺栓的螺母、悬吊卡环螺栓、液压拉伸器吊入支持盖内，置于支持盖底部；(2)将水轮机大轴竖直安装在安装间指定基础板上，用地脚螺栓把合定位，防止倾倒；(3)将支持盖吊起，套入水轮机大轴，持续降落，直至支持盖落放至安装间地面；(4)在水轮机大轴上端法兰面上安装支撑环和起吊环，用吊装螺栓把合紧固；所述支撑环上有8个周向均布的手拉葫芦挂点；(5)将8台手拉葫芦挂装在支撑环上的挂点上，在与8台手拉葫芦对应的支持盖内吊装孔分别挂钢丝绳，钢绳与支持盖吊装孔贴合处焊接半圆钢管，防止起吊过程中割伤钢绳；各手拉葫芦的挂钩分别挂住各自对应的钢丝绳；(6)人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖提起离开地面，离地高度约0.01m，漏缝即可，此时支持盖已通过8台手拉葫芦挂在水轮机大轴上，处于悬空状态；(7)将转轮叶片调至全关位置，在叶片进水边处焊接限位块，防止叶片转动，在叶片侧面使用撑杆支撑限位，确保整体转轮稳固；(8)在转轮缸盖上预留的卡环槽内安装分瓣式的悬吊卡环，检查卡环在卡环槽内是否灵活，在转轮法兰顶端安装水轮机大轴螺栓；(9)通过机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将水轮机大轴连同支持盖整体吊起，吊至转轮上方，水轮机大轴与转轮对位；(10)在水轮机大轴与转轮对位准确后，整体落下水轮机大轴及支持盖，使转轮法兰上的水轮机大轴螺栓穿进大轴法兰上的螺栓孔；(11)人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖下放0.4m，落放至转轮缸盖上的悬吊卡环上，使用风扳机将事先放置在支持盖内部的悬吊卡环螺栓把合，使支持盖与悬吊卡环联接；(12)在支持盖内将事先放置在支持盖内部的水轮机大轴螺栓的螺母旋入水轮机大轴螺栓，对称使用拉伸器将螺栓拉伸至规定拉伸量，打紧螺母，以此方法打紧全部螺母，使用0.05m塞尺检查水轮机大轴与转轮法兰面无间隙不能通过；(13)拆除转轮周围的脚手架和叶片撑杆；(14)通过机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将转轮、水轮机大轴及支持盖整体起吊至机组基坑内，至此，三体联吊工作全部完成。所述步骤(9)水轮机大轴与转轮对位，有如下两种具体方案，择一选用：a、在大轴竖立之前，先吊至转轮上方，与转轮对位准确后，吊出转轮，在确保大轴不转动的情况下，再按步骤(2)将水轮机大轴竖直安装在安装间指定基础板上，并做好标记；正式吊装水轮机大轴时，按预装标记的方位起吊，并控制大轴不旋转，确保对位准确；b、预先在支持盖下端对称方向焊接2个吊耳，分别套上绳索，人工拉动绳索使大轴转动，并需人员进入支持盖内，观察对位情况，指挥支持盖外的人员牵拉绳索，实现大轴与转轮对位准确。本发明的有益技术效果：采用上述安装工艺，大幅度缩减了支持盖提升、下放高度以及在大轴上悬挂的时间，提升高度由1.35m降为0.01m，下放高度由1.75m降为0.4m，提升时间由3个小时降为1个小时，下放时间由2小时降为0.5小时，总悬空时间由36小时降为12小时，避免了安装人员因疲劳精神涣散，不仅有效地降低了安全风险，也提高了安装工作效率，缩短了安装时间周期。附图说明图1是支持盖提升高度对比图，其中：图1-1是原工艺；图1-2是本工艺。图2是装大轴螺栓螺母时的空间位置对比图，其中：图2-1是原工艺(水轮机螺栓在转轮脚手架上进行紧固)；图2-2是本工艺(在水轮机螺栓支持盖内部进行紧固)。具体实施方式下面以铜街子水电站水轮机安装为例，详细说明本发明。铜街子水电站水轮机为立式轴流转桨式结构，转轮直径为8.5m。水轮机“三体联吊”吊装采用专用吊具将转轮、支持盖、水轮机大轴整体调入机坑，起吊总重量约为490.2t。水轮机整体吊装的主要部件和总量见表1。表1水轮机吊装各部件重量表序号部件名称重量备注1转轮305t2支持盖95.5t3中椎25.2t4大轴49.5t5吊装工具15t合计整体起吊重量均为490.2t根据机组供应商东方电机厂设计，水轮机的吊装方式为转轮、支持盖、大轴“三体联吊”方式。具体步骤已如
背景技术：
所述，技术难点在支持盖的升、降操作，由于支持盖是重量最大的部件，重达95.5t，又是通过手拉葫芦和钢丝绳悬挂在大轴上，要用手拉葫芦提升、下方支持盖，容易发生钢丝绳崩断或断股，成为严重的安全隐患。在分析了产生安全隐患的原因之后，申请人把安装工艺做了修改，详述如下。本轴流转桨式水轮机安装方法，采用轴流转桨式转轮、支持盖、水轮机主轴三体联吊方式，步骤是：(1)预先将水轮机大轴螺栓的螺母、悬吊卡环螺栓、液压拉伸器吊入支持盖内，置于支持盖底部；(2)将水轮机大轴竖直安装在安装间指定基础板上，用地脚螺栓把合定位，防止倾倒；(3)将支持盖吊起，套入水轮机大轴，持续降落，直至支持盖落放至安装间地面；(4)在水轮机大轴上端法兰面上安装支撑环和起吊环，用吊装螺栓把合紧固；所述支撑环上有8个周向均布的手拉葫芦挂点；(5)将8台手拉葫芦挂装在支撑环上的挂点上，在与8台手拉葫芦对应的支持盖内吊装孔分别挂钢丝绳，钢绳与支持盖吊装孔贴合处焊接半圆钢管，防止起吊过程中割伤钢绳；各手拉葫芦的挂钩分别挂住各自对应的钢丝绳；(6)人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖提起离开地面，离地高度约0.01m，漏缝即可，此时支持盖已通过8台手拉葫芦挂在水轮机大轴上，处于悬空状态；(7)将转轮叶片调至全关位置，在叶片进水边处焊接限位块，防止叶片转动，在叶片侧面使用撑杆支撑限位，确保整体转轮稳固；(8)在转轮缸盖上预留的卡环槽内安装分瓣式的悬吊卡环，检查卡环在卡环槽内是否灵活，在转轮法兰顶端安装水轮机大轴螺栓；(9)通过机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将水轮机大轴连同支持盖整体吊起，吊至转轮上方，水轮机大轴与转轮对位；(10)在水轮机大轴与转轮对位准确后，整体落下水轮机大轴及支持盖，使转轮法兰上的水轮机大轴螺栓穿进大轴法兰上的螺栓孔；(11)人工同步拉动8台手拉葫芦，将支持盖下放0.4m，落放至转轮缸盖上的悬吊卡环上，使用风扳机将事先放置在支持盖内部的悬吊卡环螺栓把合，使支持盖与悬吊卡环联接；(12)在支持盖内将事先放置在支持盖内部的水轮机大轴螺栓的螺母旋入水轮机大轴螺栓，对称使用拉伸器将螺栓拉伸至规定拉伸量，打紧螺母，以此方法打紧全部螺母，使用0.05m塞尺检查水轮机大轴与转轮法兰面无间隙不能通过；(13)拆除转轮周围的脚手架和叶片撑杆；(14)通过机房桥式起重机挂装大轴上的起吊轴，将转轮、水轮机大轴及支持盖整体起吊至机组基坑内，至此，三体联吊工作全部完成。所述步骤(9)水轮机大轴与转轮对位，有如下两种具体方案，择一选用：a、在大轴竖立之前，先吊至转轮上方，与转轮对位准确后，吊出转轮，在确保大轴不转动的情况下，再按步骤(2)将水轮机大轴竖直安装在安装间指定基础板上，并做好标记；正式吊装水轮机大轴时，按预装标记的方位起吊，并控制大轴不旋转，确保对位准确；b、预先在支持盖下端对称方向焊接2个吊耳，分别套上绳索，人工拉动绳索使大轴转动，并需人员进入支持盖内，观察对位情况，指挥支持盖外的人员牵拉绳索，实现大轴与转轮对位准确。此外，本工艺还有如下改进：a、钢丝绳直径由φ28mm增大为φ36mm；b、手拉葫芦载荷规格由20t增大为30t。不难看出，本安装工艺与原工艺的主要区别是装配大轴螺栓螺母和支持盖下放的步骤顺序不同。参见图1(图1-1，图1-2)、图2(图2-1，图2-2)：原工艺(参见图1-1,图2-1)是在装好大轴螺栓螺母之后再下放支持盖，其优点是装大轴螺栓螺母的环境条件好，安装人员只需站在足手架上即可操作，非常方便，缺点是支持盖提升、下放高度都很大，在大轴上悬挂时间长，成为安全隐患的主要因素。本工艺(参见图1-2,图2-2)是在下放支持盖后再装大轴螺栓螺母，其优点是大幅度缩减了支持盖提升、下放高度以及在大轴上悬挂时间，有效地降低了安全风险，是装大轴螺栓螺母在支持盖内，需要安装人员进入支持盖操作，受空间环境限制，操作难度较大。采用本安装工艺，大幅度缩减了支持盖提升、下放高度以及在大轴上悬挂的时间，提升高度由1.35m降为0.01m，下放高度由1.75m降为0.4m，提升时间由3小时降为1小时，下放时间由2小时降为0.5小时，总悬空时间由36小时降为12小时，防止钢丝绳受损，避免安装人员因疲劳精神涣散，不仅有效地降低了安全风险，也提高了安装工作效率，缩短了安装时间周期。当前第1页12