向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件

向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件1右岸地下厂房四台巨型机组（天津阿斯通制造）；左岸坝后厂房四台巨型机组（哈尔滨电机厂制造）右岸地下厂房四台巨型机组（天津阿斯通制造）；左岸坝后厂房四台2向家坝世界之最世界上规模最大的沉井群；世界上最大的地下电站厂房引水发电系统及辅助工程；世界上最长的骨料输送隧道；世界跨度最大、横跨金沙江，连接川、滇两省的缆机。电站发出的强大电力是我国实施“西电东送”战略的骨干电站。向家坝世界之最世界上规模最大的沉井群；世界上最大的地下电站厂3机组总装配图机组总装配图4当今世界各国巨型机组当今世界各国巨型机组5向家坝巨型机组结构组装向家坝巨型机组6水轮机布置向家坝左右岸水轮机均为立轴混流式，带有金属蜗壳和弯肘型尾水管。水轮机主轴与发电机主轴刚性直联。左岸坝后厂房采用单机单管引水，尾水管采用单机单管布置。右岸地下厂房进水口采用岸塔式进水口，单机单管引水，尾水管采用单机单管布置，城门洞型截面，两洞合一后接变顶高尾水隧洞。水轮机布置7蜗壳结构组焊

蜗壳为钢板焊接结构，钢板厚度从25～74mm不等。蜗壳共9节（左岸）、13节（右岸），进口直径Ф12200（左岸）、Ф11400（右岸），厚度54mm（左岸）、57mm（右岸），承受最大内压1.58mMPa（左岸）、1.54MPa（右岸）。左右岸均设有1个Ф800内开式进人门，1个Ф800的下拆式蜗壳排水阀，技术取水口设置在蜗壳进口段（第一节上）。蜗壳结构组焊8座环结构组焊向家坝机组座环组焊结构，由上环板、下环板、固定导叶、上过渡板、下过渡板、舌板、圆筒、上下密封环等部件组成。座环下部与基础环连接，上部与机坑里衬连接，圆周方向与蜗壳相连。座环固定导叶共28个（右岸）、24个（左岸）圆周均布。右岸+Y方向布置5个中心孔导叶，其内部设有Φ60的排水管路；左岸+Y偏+X方向布置有5个中心孔导叶，其内部设有Φ50的自流排水管路，用于顶盖自流排水。固定导叶高2658mm（右岸）、2895mm（左岸）。座环总重约290T（右岸）、450T（左岸），最大瓣重约90T，分四瓣（右岸）、六瓣（左岸）运往工地，在工地进行组圆焊接，然后整体吊入机坑。座环结构组焊9机坑里衬结构（水车室）组焊为钢板焊接结构，材料为Q235-B，钢板厚度为20mm，右岸电站尺寸为∅13400×8141、左岸为∅13500×7467.5，分3节，每节分2瓣，工地组焊。机坑里衬上设有接力器坑衬、冷却器坑衬、壁灯盒及穿线管、进人通道、排风通道等。机坑里衬结构（水车室）组焊10导水机构结构组装主要由过流部件、导叶操作机构和接力器及其附件等组成。过流部件包括基础环、底环、座环、活动导叶、顶盖及其附件。导叶操作机构包括拐臂、连杆、控制环、推拉杆、连接销及其附件。活动导叶采用不锈钢铸焊结构，端部为金属橡胶组合式密封，立面为刚性密封。导叶为3支点自润滑轴承支承，1个在底环，另2个在顶盖中。设置24个（左岸）、28个（右岸）导叶。导叶从全开到接近空载位置范围内具有水力矩自关闭特性。导叶保护装置，均采用剪断销结构。导水机构结构组装11向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件12顶盖组焊结构

均采用钢板焊接结构，左岸顶盖外型尺寸为外径Φ12900mm，最大高度2670mm；右岸顶盖外型尺寸为外径Φ13100mm，最大高度2288mm。顶盖与座环采用法兰把合（左岸）、调整垫（右岸）结构。顶盖分4瓣制造，具有足够的强度和刚度。顶盖与转轮上冠配合处设有焊接的可更换的固定止漏环，材料为0Cr13Ni5Mo。为减少转轮上冠的向下推力及顶盖的水压力，在顶盖上设有与水轮机转轮上腔相通的平压管，平压管出口引至尾水管扩散段，左岸设有8-φ377的平压管；右岸设有6-φ350的平压管。顶盖设置2台用电动机驱动的排水潜水泵及其控制箱，以便在空心固定导叶排水受阻时排除顶盖内的积水。顶盖组焊结构13水导轴承结构组装均采用无轴领、稀油润滑、强迫外循环冷却、具有巴氏合金表面的分块瓦式结构。由分块的轴瓦、轴瓦支承、带油槽的轴承箱、油箱盖和附件组成。导轴承能安全地承受在最大飞逸工况和各种极端工况下不小于5分钟所引起的温度、应力、振动和磨损。轴承间隙均采用斜楔调整，具有坚固、耐用，加工和调整方便。轴承的润滑油能在主轴旋转的作用下通过轴瓦作自循环。水导轴承在冷却水中断的情况下，运行30分钟而不损坏轴瓦。水导轴承结构组装14主轴工作密封结构采用自补偿型静压自调节式轴向密封。当密封磨损量超量时可自动报警。工作密封由固定环和转动环组成，固定环为高分子聚合物，转动环采用不锈钢抗磨环（安装在转轮上冠处，随转轮旋转）。工作密封元件保证至少能运行40000小时或5年而不用更换。主轴密封主供水源为厂内清洁水，备用水源来自于蜗壳取水，经减压、过滤后接入主轴密封。在机组停机时，为防止水进入顶盖，在工作密封下方设置充气围带检修密封，密封型式为充气围带式（橡胶）；密封气压为0.5～0.8MPa，金属软管供气；检修密封装置上设置防止机组在密封充气的情况下启动的压力开关。主轴工作密封结构15转轮组焊结构上冠、下环和叶片均采用抗空蚀、抗磨损并具有良好焊接性能的不锈钢材料制造。上冠为整体铸造；每个叶片采用铸造，经五轴数控车床加工；下环用钢板卷焊或分瓣铸造。向家坝水轮机转轮均在制造厂整体组焊，静平衡试验合格后运至工地。转轮上冠和下环上部均设置有止漏环，止漏环为与上冠下环一体结构，直接在上冠、下环外圆加工成型。转轮上冠不设泄水孔，在顶盖上设置平压管。右岸转轮最大外径10.52米，高4.744米，重达406.484吨。转轮组焊结构16水轮机补气系统为了满足水轮机在部分负荷工况下稳定运行的要求，通过发电机上端轴顶部向转轮下方补入自然空气的补气系统；并在顶盖、底环和基础环上预留补压缩空气的管道，供将来必要时采用。主轴中心孔自然补气系统由进气管、补气阀、补气管、逆止阀、消音装置等组成。补气阀为气缓冲、自润滑结构；补气管为插入式结构，补气管出口伸至转轮下环底部，出口部分可以单独抽出；补气阀设有两根DN450补气管和一根DN300排水管。为防止高尾水位时尾水从大轴中心补气管大量溢出，保证机组安全运行，在补气系统设有浮球阀，浮球阀过流面积与补气管相匹配，并设有缓冲装置防止浮球阀在运行过程中快速上下串动。水轮机补气系统17向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件18发电机上机架结构组装带有径向支撑的斜支臂型机架，由中心体和

20个斜支臂等部件组成。上导轴承采用自润滑、油浸、分块瓦、巴氏合金瓦，上导轴承共有10块瓦，上导单边间隙：0.38±0.02mm。上导瓦固定方式为支撑板及瓦背径向销。上导油冷却器采用管式冷却器，位于上导油槽内挡油桶底板上，由两瓣组圆而成，每瓣由16根不锈钢管组成，管内通过上导冷却水进水管注入冷却水，对油槽的油进行冷却。上导油槽底部和上部安装有密封盖板，形成密封腔，通过管路连接至上导油雾吸收装置，形成上导油雾吸收系统。发电机上机架结构组装19向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件20发电机转子组装结构主要由圆盘支架、磁轭和磁极、制动环等部件组成。转子上部与上端轴相连，下部与发电机轴相连，联接方式均为法兰连接，转子支架为斜结构，由1个整体中心体和14（右岸）、16（左岸）瓣支臂组成。在安装场进行转子支架的组装焊接、磁轭叠片（约三万片）组装和磁极挂装。转子外径为18940（-1.2~0.8）mm（右岸）、19342（-2~0）mm（左岸），转子磁轭高度约为3580±2mm（右岸）、3300±5mm（左岸），整体的转子重量为1850t（右岸）、2015.96t（左岸）。磁轭由

4mm

厚的经钝化处理的高强度硅钢片在现场叠装而成，热套在转子支架外侧，并用键固定，在磁轭下部设有制动环。转子中心体由上下法兰、加强筋厂家焊接、精加工而成。采用斜支臂结构是转子的重要特点，发电机转子通过转子中心体向外呈斜支臂结构的支臂连接扇形转子支架，组焊后形成斜支臂结构的转子支架。斜支臂结构设计具体突出的优点：分解支臂受力，将传递到基础的热膨胀力降低到最小；在圆周方向产生微小旋转和弹性，补偿拉伸应力，避免应力显著增大。发电机转子组装结构21向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件22发电机定子组装结构主要由定子机座（包括定子铁芯支撑环、20个垂直的斜元件、垂直筋板以及机座外壁等）、铁芯（硅钢片、齿压板、齿压条、压紧螺栓等组成，叠片约38万张）定子绕组及空气冷却器等组成。定子为斜支臂的定子机座结构，定子铁芯由0.5mm厚的硅钢片叠装而成，并用穿心的压紧螺杆进行压紧，定子线棒为双层布置嵌入铁芯的槽中。定子的最大外径为22028mm（右岸）、21800mm（左岸），定子机座高度为6325mm（右岸）、6315mm（左岸），定子铁芯外径为19990mm，定子铁芯内径为19000±0.6mm（右岸）、19410（-0.5~+1.0）mm（左岸），定子铁芯的高度为3490（0~+5）mm（右岸）、3250（0~+5）mm（左岸）。定子机座总重约208t（右岸）、220t（左岸），分成5瓣运至现场。定子机座共有八层环板组成，其中最下面一层环板为定子铁芯的基础板，其厚度最厚，为50mm，在该层环板上安装定子下齿压板，下齿压板上表面具有很高的平面度，一次面作为定子铁芯的叠装基础面。定子机座圆周靠定子铁芯环板侧均匀布置189根（右岸）、210根（左岸）定子定位筋，定位筋为“鸽尾型”定位筋，定位筋将定子机座圆周均匀等分，定位筋通过托块固定在定子机座上，其主要作用是定位定子铁芯。铁芯在工地以1/3的叠片方式交错叠装，以形成1个整体连续的铁芯。顶部和底部的叠片组在工厂由5mm厚粘连在一起的硅钢片叠成，形成一个坚固的圆环。铁芯由0.5mm厚的优质硅钢片叠装而成，定子铁芯共分为72小段（右岸）、70小段（左岸）。为了保证铁芯受压均匀，在叠片过程中，要对铁芯进行中间压紧。铁芯的压紧采用制造厂提供的液压工具进行，压力通过压紧板、非磁性压指、带螺母和比利维尔垫圈的夹紧螺栓来维持整个铁芯叠片受力均匀，铁芯的最终夹紧压力约为1.5MPa。发电机定子组装结构23向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件24向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件25发电机下机架结构组装为荷重机架，其作用是承受水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。该机架由中心体和16个斜支臂（右岸）、12个径向支臂（左岸）及导轴承和推力轴承部分组成。下机架的外径为16.28m，高度为4.88m，重量364t。中心体整体到货，各个支臂分开运输到工地，与中心体焊接成整体后吊入机坑。下机架所含的设备主要包括推力轴承、下导轴承、推力与下导轴承油冷却器，通常把推力轴承和下导轴承统称为推导联合轴承，二者公用一个油槽，称为推导油槽，机组推导油槽额定用油量为36m3，其中下导轴承以推力头为轴领，下导轴承由16块巴氏合金下导瓦组成。其结构型式采用浸油分块瓦式导轴承。下导瓦与推力头的设计间隙为1.2mm（右岸）、0.77mm（左岸）。镜板通过连接螺杆与推力头连接为整体，共用32根M20的螺杆连接推力头和镜板。推力轴承采用双层推力轴承瓦结构，推力瓦为刚性支柱式、偏心受力的两层瓦结构，机组运行时发生倾斜，以利形成油膜。上层瓦为60mm厚的薄层运行瓦（表面铸有一层高标准的巴氏合金，厚度约为4mm），下层瓦为237mm厚的支撑托瓦，两层瓦的中间按部位受力不同安装有4种规格、弹性不同的垂直支柱销。当机组运行时，推力瓦受到的不均匀力由小支柱不同的弹性变形来调节，以适应瓦的挠度变形。推力挡油圈上装有螺旋形密封，防止挡油筒甩油。发电机下机架结构组装26高压油减载装置组装其作用是当机组启动和停机前，在推力瓦和镜板之间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在启、停过程中推力轴承的安全和可靠性。当探测到机组发生蠕动时，该系统能自动启动。高压油减载系统还具有另外两个作用：当进行机组盘车工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在盘车过程中推力轴承的安全和可靠性；当进行顶转子工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间产生压力油，避免导致镜板在升起过程中由于透平油的粘性而把推力瓦带起，因而确保在机组转动部顶起过程中保护推力瓦的安全。高压油减载装置组装27制动装置组装左岸机组采用电气制动和机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低至额定转速的95%时，投入电气制动，当机组转速低至额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机。右岸机组采用机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低于额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机，没有电气制动。机组制动与顶起系统主要作用：通过低压气系统实现机组的停机；通过高压油系统实现顶转子功能。机组的风闸采用“双活塞三腔”结构，“双活塞”是指制动活塞和顶起活塞，“三腔”结构是指两个活塞从上至下依次隔离为复归腔、制动腔、顶起腔，在机组正常制动过程中，顶起活塞不参与工作，制动腔注入压缩空气，制动活塞向上移动，从而起到制动作用；制动复归时，在最上部的复归腔注入压缩空气，制动活塞向下移动，实现活塞复归；在顶转子时，制动活塞不工作，在风闸最底部的顶起腔中注入高压油，顶起活塞被顶起，推动制动活塞一起向上运行，从而起到顶转子的作用，高压油泄压后，顶转子活塞缓慢回落。制动装置组装28左右岸发电机空气冷却器的结构组装机组空气冷却器的冷却管采用铜镍合金，散热部件为凸制铝片。散热部件焊接在冷却管上，防止热交换能力的损失和损耗，冷却管与承管板采用胀管结构，承管板两端为水箱，冷却器可双向换向运行。空气冷却器按工作水压0.2～0.5MPa设计，冷却器管中水的流速不超过1.5m/s。在发电机定子机座周围，圆周均匀地布置20个水冷式空气冷却器，形成一个密闭自循环的空气冷却系统。空气的循环通过发电机转子的径向气流作用来实现，气流经转子通风沟、通风隙、气隙、定子铁芯和机座导入空气冷却器，通过空气冷却器的气流再返回到转子上下端。左右岸发电机空气冷却器的结构组装29向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件30机组总装程序

机组总装程序31向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件32水轮机基础环、座环安装座环方位偏差6~4mm；座环中心偏差6~4mm；上下环板密封加工后半径偏差±1mm；上、下环板同轴度3~2mm；固定导叶中点高程偏差±3mm。水轮机基础环、座环安装33水轮机蜗壳安装

蜗壳各管节进口远点半径偏差±0.004R（R为最远点半径设计值）；蜗壳各管节最远点高程偏差±15~±12mm；定位节管口与基准线偏差±5~±4mm；蜗壳焊缝对口间隙2~4mm；蜗壳环缝错牙＜3mm；直管段中心与压力钢管中心偏差＜5mm。水轮机蜗壳安装

蜗壳各管节进口远点半径偏差±0.004R（R34向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件35机坑测定定子基础坑底面混凝土高程±1mm；下机架基础坑底面混凝土高程±1mm；座环高程测定（固定导叶轴向中心高程、座环上下环板顶面高程、基础环安装基面高程、水平、方位）±1mm；座环上下环板镗口半径偏差±1mm；座环上下环板镗口同轴度3~2mm；接力器基础板距离机组中心距离±2mm、中心高程±1mm；机组X轴线方位偏差±0.1°机坑测定36基础环与座环加工基础环、座环上环板单个锪平面水平度≤0.02mm；底环、顶盖单个垫块水平度≤0.02mm；底环、顶盖相邻垫块高程偏差≤0.05mm；底环、顶盖垫块周向高程偏差0.20mm。底环安装底环组合螺栓伸长值偏差±0.10mm；底环组合面间隙应符合GB/T8564；下止漏环半径偏差0~0.5mm；底环厚度偏差符合设计要求；底环垫块安装后顶部高程偏差0.20~0.16mm；底环与座环径向间隙偏差-1~2mm；底环方位偏差±0.1°；下止漏环半径偏差0~0.5mm；底环上表面到固定导叶中点距离偏差0~0.25mm；底环径向水平度0.10mm；底环上表面周向波浪度0.20mm；底环安装螺栓伸长值偏差±0.10mm。基础环与座环加工37顶盖组合组合螺栓伸长值偏差±0.10mm；组合面间隙按GB/T8564；上止漏环半径偏差0~0.5mm；顶盖下口半径偏差±0.10mm；主轴密封支撑下口半径偏差±0.65mm；检修密封座半径偏差±0.25mm；工作密封座半径偏差±0.25mm；水导轴承支座半径偏差±0.09mm；水导轴承支座与主轴密封支撑同心度±0.10mm。顶盖预装临时垫块高程偏差0.20mm；顶盖与座环径向间隙偏差-1~2mm；上、下止漏环同轴度0.3~0.2mm；顶盖与底环导叶轴孔同轴度0.5~0.3mm；顶盖与底环间高度偏差0~0.5mm。顶盖组合38水发联轴同铰前水轮机轴与发电机轴同轴度0.02mm；同铰前主轴垂直度0.02mm；联接螺栓伸长值偏差±0.10mm；同铰后水轮机轴与发电机轴同轴度0.02mm；同铰后主轴垂直度0.02mm/m。φ3998±0.5水轮机主轴重38.855吨φ3100水发联轴φ3998±0.5水轮机主轴重38.855吨φ31039转轮吊装转轮吊装，其高程比设计高程降低30mm。转轮中心，以下止漏环与底环固定止漏环的间隙为准进行调整；转轮上法兰面水平应不大于0.02mm/m。调整好后，点焊高程调整楔子板，并用铜楔子在止漏环处固定转轮。转轮吊装40向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件41导叶安装根据导水机构预装时测得的底环和顶盖的开裆高度确定每个导叶的安装位置，并进行编号。吊装时，底环上环面和导叶下轴套内清扫干净。导叶安装42顶盖安装调整以底环中心确定顶盖中心；以导叶端面总间隙（1.4~2.1mm）确定顶盖高程；按制造厂家要求加工顶盖把合销钉孔、螺丝孔、锪平面；顶盖正式安装时，先检测确定垫片高程、同心度；上止漏环间隙3.5~4.5mm;上轴套与导叶间隙0.03~0.147mm。顶盖安装调整43水发主轴吊装水发连轴完成以后，整体吊入机坑与转轮联接；主轴与转轮的同轴度0.05mm；联接螺栓伸长值偏差±0.10mm；主轴上法兰面水平0.02mm/m；主轴垂直度0.02mm/m。水发主轴吊装44导叶传动机构安装包括接力器、控制环、拐臂、导叶端盖、连杆及导叶立面间隙调整；接力器基础板穿墙螺栓伸长值偏差±0.10mm；接力器安装螺栓伸长值±0.10mm；活塞杆与连杆连接面间隙（下部0.5~2.0mm）；活塞杆在全关与全开位置杆端高程之差0.50mm；活塞杆全行程水平0.10mm/m；接力器连杆与控制环连接面高差0.50mm；接力器在全行程范围内的中心线偏差±3mm；接力器全行程偏差、接力器压紧行程调整垫片厚度偏差、接力器油压试验符合设计要求；控制环组合螺栓、压板螺栓伸长值偏差0.10mm；控制环侧抗磨瓦径向间隙0.6~0.98mm；导叶端部间隙分配（上部0.9~1.1，下部0.5~1.0mm）；立面间隙符合GB/T8564标准要求。导叶传动机构安装45定子安装调整定子基础螺栓伸长值偏差±7%；定子基础安装；定子铁芯中心高程偏差±3.1~±2.2mm。定子安装调整46下机架、制动器安装下机架中心偏差0.5~0.35mm；下机架水平0.02mm/m；下机架安装高程偏差±0.5mm；下机架与挡油圈同心度、推力头与下机架的同心度、导轴瓦架与下机架同心度、下机架基础螺栓力矩、下机架基础板螺栓力矩符合设计要求；制动器安装：制动器耐压试验（1.5倍工作压力，30min压降≤3%）；制动器顶面高差±1.0mm；制动器与转子闸板间隙偏差±2.0mm；制动器径向位置偏差±3.0mm；制动器压缩空气和油压起落试验灵活可靠、撤压后能复位；制动系统管路耐压试验（耐气压1.1Mpa30min无泄漏）；粉尘收集装置安装符合设计要求。下机架、制动器安装47转子吊装转子吊入机坑前的检查并吊入机坑；转子轮毂与发电机轴连接，螺栓伸长值符合设计要求；推力头与转子轮毂拉紧螺栓扭矩偏差符合设计要求；上端轴与转子轮毂连接螺栓伸长值偏差±7%；转子磁极中心与定子铁芯中心高差-3~0mm；定子、转子空气间隙偏差≤空气间隙±5%~±4%；上端轴绝缘≥2MΩ；集电环、电刷安装符合要求；集电环和刷架交流耐压试验（AC6100V,1min）合格。转子吊装48向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件49上机架安装上机架支撑环安装；上机架与支座环连接螺栓预紧力的偏差符合设计要求；上机架中心体水平度0.02mm/m；上机架安装高程偏差±1.0mm；上机架中心偏差0.5~0.35mm；挡油圈与上机架的同心度0.5~0.35mm。上机架安装50机组轴线调整主轴直线度（实测记录）；上导摆度0.10~0.07mm；上集电环摆度0.5~0.35mm；下集电环摆度0.5~0.35mm；下导摆度0.03mm；水导摆度0.10~0.07mm；镜板水平（mm/m）0.02mm；转轮上、下止漏环间隙偏差符合设计要求；定子圆度(在转子上设一固定测点在盘车时测量定子的圆度)1.2~0.9mm；转子圆度(在定子上设一固定测点在盘车时测量磁极的圆度)1.2~0.9mm。机组轴线调整51推力轴承与导轴承安装推力瓦、导轴瓦检查合格；高压油顶起装置单向阀、溢油阀调整试验；高压油顶起装置安装；顶起系统管路焊接检查及耐压试验；推力轴承支柱螺丝压缩量偏差0.02mm；挡油圈密封面圆度、挡油圈与下导支撑环同心度、推力头与下导支撑环同心度、挡油圈与主轴同心度（实测记录）；挡油圈与主轴的同心度0.5~0.4mm；下导瓦间隙符合设计要求；推导油槽冷却器耐压试验合格；推导油槽密封性试验合格。推力轴承与导轴承安装52上导轴承安装上导瓦检查合格；上导瓦间隙偏差±0.02mm；挡油圈密封面圆度、挡油圈与上导支撑环同心度、上导轴颈与上导支撑环同心度实测记录合格；挡油圈与主轴同心度0.5~0.35mm；上导油槽煤油渗漏4小时试验合格；上导冷却器耐压试验合格；上导轴瓦、油槽测温电阻安装合格；油槽油位高度偏差±5mm。上导轴承安装53发电机各附件安装喷雾灭火管路安装；上下挡风板安装；转子旋转挡风板与定子橡胶密封径向间隙调整合格；上盖板基础环安装；上下盖板安装；发电机顶罩安装；空气冷却器水压试验；冷却器及其管路安装；空气冷却器测温装置安装；机组内加热器安装；梯子、栏杆安装；照明安装；烟探测器和温度探测器安装；接地检查；机组检查。发电机各附件安装54主轴密封安装检修密封与主轴径向间隙

(无压)3.5~4mm；工作密封转环水平0.02mm/m；工作密封浮动环与主轴径向间隙8.75~11.25mm；工作密封水箱盖径向间隙5.75~6.25mm；密封块上抬量（有水）0.04~0.07mm；测量检修密封间隙（有压状态）0；检修密封压力试验符合GB/T8564。主轴密封安装55水导轴承安装水导油箱煤油渗漏试验≥4h；冷却器压力试验（1.5倍额定压力，30min）无渗漏；油封径向间隙0.4~0.78mm；漏油箱下口径向间隙9.25~12.75mm；导瓦间隙分配偏差±0.02mm；油箱盖径向间隙1.65~2.3mm；水导测温电阻绝缘电阻≥5MΩ；水导轴瓦、油槽测温电阻安装合格。

水导轴承安装56水轮发电机组安装关键技术水轮发电机组安装关键技术57要防止叶道涡、卡门涡对水轮机部件的破坏水轮机设计原理是借助流体力学的三元流理论和有限元力学计算设计而成的。其核心技术就是最大程度地减少叶道涡、卡门涡、尾水管涡带的破坏作用、设计出优良的三维空间的流线型叶片，把水能最大限度地转化为机械能。对混流式水轮机来说，引水管道、蜗壳、固定导叶、活动导叶、水轮机转轮、尾水管就是水轮机流道部件。其中叶道涡、卡门涡、涡带破坏力强大，因此问题关键就是要采取各种措施消除或减缓这些涡流、涡带对各部件的破坏作用。要防止叶道涡、卡门涡对水轮机部件的破坏58要减少转轮焊接残余应力和减缓转轮空蚀破坏水轮机转轮叶片断裂的原因，除了卡门涡引起叶片振动断裂外，转轮叶片焊接引起的残余应力大也是引起断裂事故的重要原因，如二滩电站水轮机转轮残余应力高达400MPa多，导致投运前转轮叶片根部断裂。因此问题关键就是要对水轮机转轮焊接热处理工艺进行严密监控，减少残余应力是预防叶片断裂事故的另一重要措施。水轮机转轮空蚀和磨损是许多水电站运行、检修十分头痛的事情，根据笔者几十年的运行、检修经验，提出如下对转轮空蚀磨损的防范措施：叶型能极大限度地减少空蚀磨损的破坏。要按照设计叶型图进行测控，使所有叶片各个断面的叶型误差控制在设计允许的范围内。采用不锈钢材质（ZG06Cr13Ni4Mo），其抗空蚀、抗磨损性能特好。提高叶片表面光洁度，可以延长空蚀和磨损时间。要减少转轮焊接残余应力和减缓转轮空蚀破坏59要防止水导轴承烧瓦事故水轮机水导轴承瓦烧瓦事故，在水电站是屡见不鲜。其可能原因：水导瓦间隙调整不当（包括间隙值及各瓦间隙分配）、水导摆度大（轴线曲折、机械及磁力不平衡、尾水管涡带压力脉动大等）、水导瓦材质不好、水导轴領锈蚀、水导油槽油位偏低、水导冷却器漏水、水导甩油等。要针对上述可能引起烧瓦的因素逐一在安装中加以监控，特别是对轴线处理时要精益求精，尽量控制水导摆度在0.03±0.01mm是至关重要的；调整瓦间隙要严格按照盘车摆度进行计算调整；对瓦温明显高的瓦间隙要重新进行调整，使各瓦瓦温分布均匀。要防止水导轴承烧瓦事故60要防止过速停机过程中发生水力共振案例：三峡26＃机组在过速停机过程中，机组剧烈振动，导致剪断销断裂。原因分析：在机组过速停机的过程中，导叶关闭至6.4%左右的开度时，机组转速为设计额定转速的110%，通过导水机构的水流由顺流变成逆流的瞬间，流道内产生强烈的水力振动，其频率与机组机械部件的固有频率接近，从而使机组发生水力共振。特别是第三分段关闭时间过快。处理方案：根据调保计算，调整三段关闭规律为接力器行程100%～65%、关闭时间4.5s；接力器行程65%～16%关闭时间15s；接力器行程16%～0、关闭时间90s。通过调整改变了第三段接力器行程的拐点、延长关闭时间，使机组在过速关机过程中避开共振区，机组异常振动消失。因此在安装调整过程中，要严密监控调速系统关闭规律是否符合科学规律，其关闭规律原则应是先快速关闭以缩短过速时间，后慢速关闭以防止压力管道产生过大的水锤压力引起管道破坏、机组共振。要防止过速停机过程中发生水力共振61要确保导叶端面、立面间隙处于较合理位置导叶端面间隙的控制与分配，对导叶转动的灵活性及导叶关闭时的漏水量至关重要。案例：在三峡5#机导叶端部间隙的调整过程中，发现总间隙有不断变小的现象：原因分析及处理：主要原因是顶盖下沉、工期长温度变动值大以及基础缺陷等。处理方法：1）在导水机构预装时，选取8个最长导叶作为预装基准，然后逐个测量导叶上下端部间隙值，取其平均值作为导水机构安装时永久垫板厚度计算的依据；2）在顶盖永久垫片计算时，附加0.30～0.50mm的余量，作为顶盖螺栓拉紧后下沉量以及温度变化影响量的补偿；3）根据底环抗磨板水平情况，将长导叶和短导叶按底环抗磨面水平的高低进行适当调配，减小该因素对导叶端部间隙的影响；4）186个顶盖与永久垫块水平误差要求不超过0.2mm。同时，要求相邻垫片高差不超过0.05mm。施工中，由于测量误差、加工误差及垫片点焊时误差，易导致垫片高差超过0.2mm。对于高差相差不大，厚度差也不大的超标垫片，可通过互换垫片的方法来调整，以达到高差不超过0.2mm的要求；5）导叶端面间隙分配后，最终总间隙在1.8～2.5mm之间。处理结果，无水调试和试运行效果看，导叶自由转动，且漏水量不大，达到了预期的目的。因此对巨型水轮机来说，导水机构安装关键就是要考虑上述因素对水轮机导叶端面间隙和立面间隙进行控制，防止导叶在运行中卡死或漏水量过大引起停机不下或突然误开机。要确保导叶端面、立面间隙处于较合理位置62要防止发电机定子铁芯振动过大及噪音案例：三峡18#机组运行时定子铁芯振动偏大，人站在盖板上麻脚，听到“嗡嗡”的沉闷噪音。对定子铁芯的水平振动（650MW时）进行频谱分析，发现振动主要分为两类：一类是低频振动，为1倍、2倍和3倍转频，振幅分别达到了21.5μm、53.4μm和52.3μm；另一类为高频100Hz振动，振幅达到了73.5μm。原因分析及处理：1）定子铁芯的低频振动特别是转频、2倍转频和3倍转频振动，主要是由于定转子圆度较差造成气隙不均，对气隙磁导进行傅立叶展开时存在一系列转频和倍频分量，在励磁磁势作用下将会产生转频和倍频频率的不平衡磁拉力，从而引发低频电磁振动。对于低频振动，通过对定转子圆度的调整能够使其降低到适度水平。2）在16#机组上采取了12+5大小相带布置的接线方式，铁芯100Hz电磁振动幅值为4.3μm，证明改变相带布置是减小100Hz振动的有效办法。因此电气方面的改造主要是将10+7的大小相带改为12+5的相带布置。因此，发电机安装时要控制好发电机定子和转子圆度，使发电机空气间隙的不均匀度控制小于4%设计空气间隙。大量实践证明，空气间隙不均匀度是引起发电机振动的祸根。要防止发电机定子铁芯振动过大及噪音63要防止发电机定子磁化试验时发生共振及铁心温差高案例：小湾水电站1#、2#定子在磁化试验时发生强烈振动和异常噪声达133分贝，并导致定子机座焊缝裂纹等异常情况应引起设计厂家和安装、运行单位重视。原因分析：1）通过ALSTOM计算分析，定子（不包含线圈）的0节点固有频率接近100Hz，在磁化试验工况下存在100Hz0节点激振源，引起共振，出现振幅、噪音大的异常现象；2）哈电对1#、2#机定子铁心及机座的固有频率进行了现场实测。从测试结果看，1#、2#机定子铁心的固有频率存在100Hz左右的频率值。2#机在铁损试验时的振动与噪声非常大，而且振动与噪声都存在100Hz的主频。由于铁心存在100Hz左右的固有频率，致使铁损试验时，铁心发生共振，并由铁心传给机座，从而造成机座裂纹、铁心出现振动与噪声异常现象。处理方案：1）设计上应使定子铁心和机座的固有频率与激振源错开，可以从根本上消除共振现象；2）若发生共振现象，应立即停止试验，而后降低磁通密度由1T降至0.58T进行磁化试验，这样可以降低振动噪声和振动强度。磁化试验时若发现定子铁心温差高超过允许值（10K），可能原因是定子铁心叠装时绝缘破坏或压紧力不够引起。故定子铁片叠装时一定要防止铁片绝缘损坏、叠装时压紧力要严格控制达到质量标准要求。要防止发电机定子磁化试验时发生共振及铁心温差高64要防止发电机推力轴承烧瓦案例：已投运的三峡5台ALSTOM机组，每台机推力瓦间温差普遍在5℃左右，危及推力轴承安全运行。说明推力瓦受力需要进一步调整，尽可能将推力瓦间的温差减小。处理方案：11#机组推力瓦受力调整后，推力瓦承重螺栓之间的压缩值偏差为0.02mm，瓦间温差5℃左右，其中9#、24#瓦温最高，如上图所示。从图中显然可见，瓦温高低与其承重螺栓压缩值的大小相对应。采用调整受力，使瓦温差减少。处理后，温差减少，运行稳定。因此推力轴承安装关键是要控制好推力瓦受力调整，使所有瓦的瓦温温差降至最小，确保各瓦温均匀（受力均匀）。向家坝推力瓦支撑是采用弹性小支柱，这些小支柱的调整至关重要，其推力瓦受力变形应控制在±0.01mm。对于上下导瓦间隙调整也十分重要，上导瓦应按盘车摆度值进行调整，下导瓦可以按设计值进行均匀分配。要防止发电机推力轴承烧瓦65要防止发电机定子线棒耐压试验时发生闪络放电案例：三峡右岸15#机组在下层线棒耐压试验时，线棒的L弯处防晕层闪络放电，试验未通过。在对线棒加热烘干48小时后，试验仍未通过；按厂家要求将2槽~154槽线棒下端的防晕层扒掉，再进行烘干，对线棒烘干60小时后，耐压试验时仍有放电现象。原因分析：1）线棒的防晕材料及处理工艺有缺陷；2）制造厂采用相应防潮措施不当，使线棒在运输、仓储过程中受潮。处理：对所有下层线棒直线段的L处采用VonRoll高压防晕带包扎，并进行烘干处理，烘干48小时后，耐压试验通过。因此发电机定子下线关键是要确保下线工艺、防潮措施正确、绝缘技术过关。要防止发电机定子线棒耐压试验时发生闪络放电66要对发电机通风冷却系统加强质量监控空气冷却的特点是定子绕组绝缘内导体的发热量必须经过绝缘外表向空气散热，或者再经过铁芯传导后向空气散热的冷却方式，它必然导致导体温升高。当机组立体性尺寸增大，绕组的高温升还会引起定子铁芯的热变形以及过大的热应力。电机启停过程时的冷热循环造成绕组伸缩而使绝缘疲劳脱壳以及定子槽的相对滑动等，这已经成为特大型发电机的至关重要问题而影响电机的可靠性。向家坝巨型机组是当前最大全空冷机组，为解决上述问题，哈电等厂家经过多年研究创新，进行了通风系统的改进、绝缘技术和定转子结构优化，取得了满意的成果。该全空冷方式由于结构简单、运行维护方便，故障率低，备受欢迎。近年来，许多70万千瓦机组都先后采用全空冷方式，对向家坝巨型机组来说，其可靠性和工作寿命尤其令人关注，通过向家坝的安装监控和运行实践，必将为乌东德、白鹤滩水电站100万千瓦机组的研制提供宝贵经验和依据。要对发电机通风冷却系统加强质量监控67向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件68讲解完毕！谢谢！讲解完毕！69向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件70右岸地下厂房四台巨型机组（天津阿斯通制造）；左岸坝后厂房四台巨型机组（哈尔滨电机厂制造）右岸地下厂房四台巨型机组（天津阿斯通制造）；左岸坝后厂房四台71向家坝世界之最世界上规模最大的沉井群；世界上最大的地下电站厂房引水发电系统及辅助工程；世界上最长的骨料输送隧道；世界跨度最大、横跨金沙江，连接川、滇两省的缆机。电站发出的强大电力是我国实施“西电东送”战略的骨干电站。向家坝世界之最世界上规模最大的沉井群；世界上最大的地下电站厂72机组总装配图机组总装配图73当今世界各国巨型机组当今世界各国巨型机组74向家坝巨型机组结构组装向家坝巨型机组75水轮机布置向家坝左右岸水轮机均为立轴混流式，带有金属蜗壳和弯肘型尾水管。水轮机主轴与发电机主轴刚性直联。左岸坝后厂房采用单机单管引水，尾水管采用单机单管布置。右岸地下厂房进水口采用岸塔式进水口，单机单管引水，尾水管采用单机单管布置，城门洞型截面，两洞合一后接变顶高尾水隧洞。水轮机布置76蜗壳结构组焊

蜗壳为钢板焊接结构，钢板厚度从25～74mm不等。蜗壳共9节（左岸）、13节（右岸），进口直径Ф12200（左岸）、Ф11400（右岸），厚度54mm（左岸）、57mm（右岸），承受最大内压1.58mMPa（左岸）、1.54MPa（右岸）。左右岸均设有1个Ф800内开式进人门，1个Ф800的下拆式蜗壳排水阀，技术取水口设置在蜗壳进口段（第一节上）。蜗壳结构组焊77座环结构组焊向家坝机组座环组焊结构，由上环板、下环板、固定导叶、上过渡板、下过渡板、舌板、圆筒、上下密封环等部件组成。座环下部与基础环连接，上部与机坑里衬连接，圆周方向与蜗壳相连。座环固定导叶共28个（右岸）、24个（左岸）圆周均布。右岸+Y方向布置5个中心孔导叶，其内部设有Φ60的排水管路；左岸+Y偏+X方向布置有5个中心孔导叶，其内部设有Φ50的自流排水管路，用于顶盖自流排水。固定导叶高2658mm（右岸）、2895mm（左岸）。座环总重约290T（右岸）、450T（左岸），最大瓣重约90T，分四瓣（右岸）、六瓣（左岸）运往工地，在工地进行组圆焊接，然后整体吊入机坑。座环结构组焊78机坑里衬结构（水车室）组焊为钢板焊接结构，材料为Q235-B，钢板厚度为20mm，右岸电站尺寸为∅13400×8141、左岸为∅13500×7467.5，分3节，每节分2瓣，工地组焊。机坑里衬上设有接力器坑衬、冷却器坑衬、壁灯盒及穿线管、进人通道、排风通道等。机坑里衬结构（水车室）组焊79导水机构结构组装主要由过流部件、导叶操作机构和接力器及其附件等组成。过流部件包括基础环、底环、座环、活动导叶、顶盖及其附件。导叶操作机构包括拐臂、连杆、控制环、推拉杆、连接销及其附件。活动导叶采用不锈钢铸焊结构，端部为金属橡胶组合式密封，立面为刚性密封。导叶为3支点自润滑轴承支承，1个在底环，另2个在顶盖中。设置24个（左岸）、28个（右岸）导叶。导叶从全开到接近空载位置范围内具有水力矩自关闭特性。导叶保护装置，均采用剪断销结构。导水机构结构组装80向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件81顶盖组焊结构

均采用钢板焊接结构，左岸顶盖外型尺寸为外径Φ12900mm，最大高度2670mm；右岸顶盖外型尺寸为外径Φ13100mm，最大高度2288mm。顶盖与座环采用法兰把合（左岸）、调整垫（右岸）结构。顶盖分4瓣制造，具有足够的强度和刚度。顶盖与转轮上冠配合处设有焊接的可更换的固定止漏环，材料为0Cr13Ni5Mo。为减少转轮上冠的向下推力及顶盖的水压力，在顶盖上设有与水轮机转轮上腔相通的平压管，平压管出口引至尾水管扩散段，左岸设有8-φ377的平压管；右岸设有6-φ350的平压管。顶盖设置2台用电动机驱动的排水潜水泵及其控制箱，以便在空心固定导叶排水受阻时排除顶盖内的积水。顶盖组焊结构82水导轴承结构组装均采用无轴领、稀油润滑、强迫外循环冷却、具有巴氏合金表面的分块瓦式结构。由分块的轴瓦、轴瓦支承、带油槽的轴承箱、油箱盖和附件组成。导轴承能安全地承受在最大飞逸工况和各种极端工况下不小于5分钟所引起的温度、应力、振动和磨损。轴承间隙均采用斜楔调整，具有坚固、耐用，加工和调整方便。轴承的润滑油能在主轴旋转的作用下通过轴瓦作自循环。水导轴承在冷却水中断的情况下，运行30分钟而不损坏轴瓦。水导轴承结构组装83主轴工作密封结构采用自补偿型静压自调节式轴向密封。当密封磨损量超量时可自动报警。工作密封由固定环和转动环组成，固定环为高分子聚合物，转动环采用不锈钢抗磨环（安装在转轮上冠处，随转轮旋转）。工作密封元件保证至少能运行40000小时或5年而不用更换。主轴密封主供水源为厂内清洁水，备用水源来自于蜗壳取水，经减压、过滤后接入主轴密封。在机组停机时，为防止水进入顶盖，在工作密封下方设置充气围带检修密封，密封型式为充气围带式（橡胶）；密封气压为0.5～0.8MPa，金属软管供气；检修密封装置上设置防止机组在密封充气的情况下启动的压力开关。主轴工作密封结构84转轮组焊结构上冠、下环和叶片均采用抗空蚀、抗磨损并具有良好焊接性能的不锈钢材料制造。上冠为整体铸造；每个叶片采用铸造，经五轴数控车床加工；下环用钢板卷焊或分瓣铸造。向家坝水轮机转轮均在制造厂整体组焊，静平衡试验合格后运至工地。转轮上冠和下环上部均设置有止漏环，止漏环为与上冠下环一体结构，直接在上冠、下环外圆加工成型。转轮上冠不设泄水孔，在顶盖上设置平压管。右岸转轮最大外径10.52米，高4.744米，重达406.484吨。转轮组焊结构85水轮机补气系统为了满足水轮机在部分负荷工况下稳定运行的要求，通过发电机上端轴顶部向转轮下方补入自然空气的补气系统；并在顶盖、底环和基础环上预留补压缩空气的管道，供将来必要时采用。主轴中心孔自然补气系统由进气管、补气阀、补气管、逆止阀、消音装置等组成。补气阀为气缓冲、自润滑结构；补气管为插入式结构，补气管出口伸至转轮下环底部，出口部分可以单独抽出；补气阀设有两根DN450补气管和一根DN300排水管。为防止高尾水位时尾水从大轴中心补气管大量溢出，保证机组安全运行，在补气系统设有浮球阀，浮球阀过流面积与补气管相匹配，并设有缓冲装置防止浮球阀在运行过程中快速上下串动。水轮机补气系统86向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件87发电机上机架结构组装带有径向支撑的斜支臂型机架，由中心体和

20个斜支臂等部件组成。上导轴承采用自润滑、油浸、分块瓦、巴氏合金瓦，上导轴承共有10块瓦，上导单边间隙：0.38±0.02mm。上导瓦固定方式为支撑板及瓦背径向销。上导油冷却器采用管式冷却器，位于上导油槽内挡油桶底板上，由两瓣组圆而成，每瓣由16根不锈钢管组成，管内通过上导冷却水进水管注入冷却水，对油槽的油进行冷却。上导油槽底部和上部安装有密封盖板，形成密封腔，通过管路连接至上导油雾吸收装置，形成上导油雾吸收系统。发电机上机架结构组装88向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件89发电机转子组装结构主要由圆盘支架、磁轭和磁极、制动环等部件组成。转子上部与上端轴相连，下部与发电机轴相连，联接方式均为法兰连接，转子支架为斜结构，由1个整体中心体和14（右岸）、16（左岸）瓣支臂组成。在安装场进行转子支架的组装焊接、磁轭叠片（约三万片）组装和磁极挂装。转子外径为18940（-1.2~0.8）mm（右岸）、19342（-2~0）mm（左岸），转子磁轭高度约为3580±2mm（右岸）、3300±5mm（左岸），整体的转子重量为1850t（右岸）、2015.96t（左岸）。磁轭由

4mm

厚的经钝化处理的高强度硅钢片在现场叠装而成，热套在转子支架外侧，并用键固定，在磁轭下部设有制动环。转子中心体由上下法兰、加强筋厂家焊接、精加工而成。采用斜支臂结构是转子的重要特点，发电机转子通过转子中心体向外呈斜支臂结构的支臂连接扇形转子支架，组焊后形成斜支臂结构的转子支架。斜支臂结构设计具体突出的优点：分解支臂受力，将传递到基础的热膨胀力降低到最小；在圆周方向产生微小旋转和弹性，补偿拉伸应力，避免应力显著增大。发电机转子组装结构90向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件91发电机定子组装结构主要由定子机座（包括定子铁芯支撑环、20个垂直的斜元件、垂直筋板以及机座外壁等）、铁芯（硅钢片、齿压板、齿压条、压紧螺栓等组成，叠片约38万张）定子绕组及空气冷却器等组成。定子为斜支臂的定子机座结构，定子铁芯由0.5mm厚的硅钢片叠装而成，并用穿心的压紧螺杆进行压紧，定子线棒为双层布置嵌入铁芯的槽中。定子的最大外径为22028mm（右岸）、21800mm（左岸），定子机座高度为6325mm（右岸）、6315mm（左岸），定子铁芯外径为19990mm，定子铁芯内径为19000±0.6mm（右岸）、19410（-0.5~+1.0）mm（左岸），定子铁芯的高度为3490（0~+5）mm（右岸）、3250（0~+5）mm（左岸）。定子机座总重约208t（右岸）、220t（左岸），分成5瓣运至现场。定子机座共有八层环板组成，其中最下面一层环板为定子铁芯的基础板，其厚度最厚，为50mm，在该层环板上安装定子下齿压板，下齿压板上表面具有很高的平面度，一次面作为定子铁芯的叠装基础面。定子机座圆周靠定子铁芯环板侧均匀布置189根（右岸）、210根（左岸）定子定位筋，定位筋为“鸽尾型”定位筋，定位筋将定子机座圆周均匀等分，定位筋通过托块固定在定子机座上，其主要作用是定位定子铁芯。铁芯在工地以1/3的叠片方式交错叠装，以形成1个整体连续的铁芯。顶部和底部的叠片组在工厂由5mm厚粘连在一起的硅钢片叠成，形成一个坚固的圆环。铁芯由0.5mm厚的优质硅钢片叠装而成，定子铁芯共分为72小段（右岸）、70小段（左岸）。为了保证铁芯受压均匀，在叠片过程中，要对铁芯进行中间压紧。铁芯的压紧采用制造厂提供的液压工具进行，压力通过压紧板、非磁性压指、带螺母和比利维尔垫圈的夹紧螺栓来维持整个铁芯叠片受力均匀，铁芯的最终夹紧压力约为1.5MPa。发电机定子组装结构92向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件93向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件94发电机下机架结构组装为荷重机架，其作用是承受水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。该机架由中心体和16个斜支臂（右岸）、12个径向支臂（左岸）及导轴承和推力轴承部分组成。下机架的外径为16.28m，高度为4.88m，重量364t。中心体整体到货，各个支臂分开运输到工地，与中心体焊接成整体后吊入机坑。下机架所含的设备主要包括推力轴承、下导轴承、推力与下导轴承油冷却器，通常把推力轴承和下导轴承统称为推导联合轴承，二者公用一个油槽，称为推导油槽，机组推导油槽额定用油量为36m3，其中下导轴承以推力头为轴领，下导轴承由16块巴氏合金下导瓦组成。其结构型式采用浸油分块瓦式导轴承。下导瓦与推力头的设计间隙为1.2mm（右岸）、0.77mm（左岸）。镜板通过连接螺杆与推力头连接为整体，共用32根M20的螺杆连接推力头和镜板。推力轴承采用双层推力轴承瓦结构，推力瓦为刚性支柱式、偏心受力的两层瓦结构，机组运行时发生倾斜，以利形成油膜。上层瓦为60mm厚的薄层运行瓦（表面铸有一层高标准的巴氏合金，厚度约为4mm），下层瓦为237mm厚的支撑托瓦，两层瓦的中间按部位受力不同安装有4种规格、弹性不同的垂直支柱销。当机组运行时，推力瓦受到的不均匀力由小支柱不同的弹性变形来调节，以适应瓦的挠度变形。推力挡油圈上装有螺旋形密封，防止挡油筒甩油。发电机下机架结构组装95高压油减载装置组装其作用是当机组启动和停机前，在推力瓦和镜板之间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在启、停过程中推力轴承的安全和可靠性。当探测到机组发生蠕动时，该系统能自动启动。高压油减载系统还具有另外两个作用：当进行机组盘车工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在盘车过程中推力轴承的安全和可靠性；当进行顶转子工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间产生压力油，避免导致镜板在升起过程中由于透平油的粘性而把推力瓦带起，因而确保在机组转动部顶起过程中保护推力瓦的安全。高压油减载装置组装96制动装置组装左岸机组采用电气制动和机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低至额定转速的95%时，投入电气制动，当机组转速低至额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机。右岸机组采用机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低于额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机，没有电气制动。机组制动与顶起系统主要作用：通过低压气系统实现机组的停机；通过高压油系统实现顶转子功能。机组的风闸采用“双活塞三腔”结构，“双活塞”是指制动活塞和顶起活塞，“三腔”结构是指两个活塞从上至下依次隔离为复归腔、制动腔、顶起腔，在机组正常制动过程中，顶起活塞不参与工作，制动腔注入压缩空气，制动活塞向上移动，从而起到制动作用；制动复归时，在最上部的复归腔注入压缩空气，制动活塞向下移动，实现活塞复归；在顶转子时，制动活塞不工作，在风闸最底部的顶起腔中注入高压油，顶起活塞被顶起，推动制动活塞一起向上运行，从而起到顶转子的作用，高压油泄压后，顶转子活塞缓慢回落。制动装置组装97左右岸发电机空气冷却器的结构组装机组空气冷却器的冷却管采用铜镍合金，散热部件为凸制铝片。散热部件焊接在冷却管上，防止热交换能力的损失和损耗，冷却管与承管板采用胀管结构，承管板两端为水箱，冷却器可双向换向运行。空气冷却器按工作水压0.2～0.5MPa设计，冷却器管中水的流速不超过1.5m/s。在发电机定子机座周围，圆周均匀地布置20个水冷式空气冷却器，形成一个密闭自循环的空气冷却系统。空气的循环通过发电机转子的径向气流作用来实现，气流经转子通风沟、通风隙、气隙、定子铁芯和机座导入空气冷却器，通过空气冷却器的气流再返回到转子上下端。左右岸发电机空气冷却器的结构组装98向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件99机组总装程序

机组总装程序100向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件101水轮机基础环、座环安装座环方位偏差6~4mm；座环中心偏差6~4mm；上下环板密封加工后半径偏差±1mm；上、下环板同轴度3~2mm；固定导叶中点高程偏差±3mm。水轮机基础环、座环安装102水轮机蜗壳安装

蜗壳各管节进口远点半径偏差±0.004R（R为最远点半径设计值）；蜗壳各管节最远点高程偏差±15~±12mm；定位节管口与基准线偏差±5~±4mm；蜗壳焊缝对口间隙2~4mm；蜗壳环缝错牙＜3mm；直管段中心与压力钢管中心偏差＜5mm。水轮机蜗壳安装

蜗壳各管节进口远点半径偏差±0.004R（R103向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件104机坑测定定子基础坑底面混凝土高程±1mm；下机架基础坑底面混凝土高程±1mm；座环高程测定（固定导叶轴向中心高程、座环上下环板顶面高程、基础环安装基面高程、水平、方位）±1mm；座环上下环板镗口半径偏差±1mm；座环上下环板镗口同轴度3~2mm；接力器基础板距离机组中心距离±2mm、中心高程±1mm；机组X轴线方位偏差±0.1°机坑测定105基础环与座环加工基础环、座环上环板单个锪平面水平度≤0.02mm；底环、顶盖单个垫块水平度≤0.02mm；底环、顶盖相邻垫块高程偏差≤0.05mm；底环、顶盖垫块周向高程偏差0.20mm。底环安装底环组合螺栓伸长值偏差±0.10mm；底环组合面间隙应符合GB/T8564；下止漏环半径偏差0~0.5mm；底环厚度偏差符合设计要求；底环垫块安装后顶部高程偏差0.20~0.16mm；底环与座环径向间隙偏差-1~2mm；底环方位偏差±0.1°；下止漏环半径偏差0~0.5mm；底环上表面到固定导叶中点距离偏差0~0.25mm；底环径向水平度0.10mm；底环上表面周向波浪度0.20mm；底环安装螺栓伸长值偏差±0.10mm。基础环与座环加工106顶盖组合组合螺栓伸长值偏差±0.10mm；组合面间隙按GB/T8564；上止漏环半径偏差0~0.5mm；顶盖下口半径偏差±0.10mm；主轴密封支撑下口半径偏差±0.65mm；检修密封座半径偏差±0.25mm；工作密封座半径偏差±0.25mm；水导轴承支座半径偏差±0.09mm；水导轴承支座与主轴密封支撑同心度±0.10mm。顶盖预装临时垫块高程偏差0.20mm；顶盖与座环径向间隙偏差-1~2mm；上、下止漏环同轴度0.3~0.2mm；顶盖与底环导叶轴孔同轴度0.5~0.3mm；顶盖与底环间高度偏差0~0.5mm。顶盖组合107水发联轴同铰前水轮机轴与发电机轴同轴度0.02mm；同铰前主轴垂直度0.02mm；联接螺栓伸长值偏差±0.10mm；同铰后水轮机轴与发电机轴同轴度0.02mm；同铰后主轴垂直度0.02mm/m。φ3998±0.5水轮机主轴重38.855吨φ3100水发联轴φ3998±0.5水轮机主轴重38.855吨φ310108转轮吊装转轮吊装，其高程比设计高程降低30mm。转轮中心，以下止漏环与底环固定止漏环的间隙为准进行调整；转轮上法兰面水平应不大于0.02mm/m。调整好后，点焊高程调整楔子板，并用铜楔子在止漏环处固定转轮。转轮吊装109向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件110导叶安装根据导水机构预装时测得的底环和顶盖的开裆高度确定每个导叶的安装位置，并进行编号。吊装时，底环上环面和导叶下轴套内清扫干净。导叶安装111顶盖安装调整以底环中心确定顶盖中心；以导叶端面总间隙（1.4~2.1mm）确定顶盖高程；按制造厂家要求加工顶盖把合销钉孔、螺丝孔、锪平面；顶盖正式安装时，先检测确定垫片高程、同心度；上止漏环间隙3.5~4.5mm;上轴套与导叶间隙0.03~0.147mm。顶盖安装调整112水发主轴吊装水发连轴完成以后，整体吊入机坑与转轮联接；主轴与转轮的同轴度0.05mm；联接螺栓伸长值偏差±0.10mm；主轴上法兰面水平0.02mm/m；主轴垂直度0.02mm/m。水发主轴吊装113导叶传动机构安装包括接力器、控制环、拐臂、导叶端盖、连杆及导叶立面间隙调整；接力器基础板穿墙螺栓伸长值偏差±0.10mm；接力器安装螺栓伸长值±0.10mm；活塞杆与连杆连接面间隙（下部0.5~2.0mm）；活塞杆在全关与全开位置杆端高程之差0.50mm；活塞杆全行程水平0.10mm/m；接力器连杆与控制环连接面高差0.50mm；接力器在全行程范围内的中心线偏差±3mm；接力器全行程偏差、接力器压紧行程调整垫片厚度偏差、接力器油压试验符合设计要求；控制环组合螺栓、压板螺栓伸长值偏差0.10mm；控制环侧抗磨瓦径向间隙0.6~0.98mm；导叶端部间隙分配（上部0.9~1.1，下部0.5~1.0mm）；立面间隙符合GB/T8564标准要求。导叶传动机构安装114定子安装调整定子基础螺栓伸长值偏差±7%；定子基础安装；定子铁芯中心高程偏差±3.1~±2.2mm。定子安装调整115下机架、制动器安装下机架中心偏差0.5~0.35mm；下机架水平0.02mm/m；下机架安装高程偏差±0.5mm；下机架与挡油圈同心度、推力头与下机架的同心度、导轴瓦架与下机架同心度、下机架基础螺栓力矩、下机架基础板螺栓力矩符合设计要求；制动器安装：制动器耐压试验（1.5倍工作压力，30min压降≤3%）；制动器顶面高差±1.0mm；制动器与转子闸板间隙偏差±2.0mm；制动器径向位置偏差±3.0mm；制动器压缩空气和油压起落试验灵活可靠、撤压后能复位；制动系统管路耐压试验（耐气压1.1Mpa30min无泄漏）；粉尘收集装置安装符合设计要求。下机架、制动器安装116转子吊装转子吊入机坑前的检查并吊入机坑；转子轮毂与发电机轴连接，螺栓伸长值符合设计要求；推力头与转子轮毂拉紧螺栓扭矩偏差符合设计要求；上端轴与转子轮毂连接螺栓伸长值偏差±7%；转子磁极中心与定子铁芯中心高差-3~0mm；定子、转子空气间隙偏差≤空气间隙±5%~±4%；上端轴绝缘≥2MΩ；集电环、电刷安装符合要求；集电环和刷架交流耐压试验（AC6100V,1min）合格。转子吊装117向家坝巨型水轮发电机组安装技术课件118上机架安装上机架支撑环安装；上机架与支座环连接螺栓预紧力的偏差符合设计要求；上机架中心体水平度0.02mm/m；上机架安装高程偏差±1.0mm；上机架中心偏差0.5~0.35mm；挡油圈与上机架的同心度0.5~0.35mm。上机架安装119机组轴线调整主轴直线度（实测记录）；上导摆度0.10~0.07mm；上集电环摆度0.5~0.35mm；下集电环摆度0.5~0.35mm；下导摆度0.03mm；水导摆度0.10~0.07mm；镜板水平（mm/m）0.02mm；转轮上、下止漏环间隙偏差符合设计要求；定子圆度(在转子上设一固定测点在盘车时测量定子的圆度)1.2~0.9mm；转子圆度(在定子上设一固定测点在盘车时测量磁极的圆度)1.2~0.9mm。机组轴线调整120推力轴承与导轴承安装推力瓦、导轴瓦检查合格；高压油顶起装置单向阀、溢油阀调整试验；高压油顶起装置安装；顶起系统管路焊接检查及耐压试验；推力轴承支柱螺丝压缩量偏差0.02mm；挡油圈密封面圆度、挡油圈与下导支撑环同心度、推力头与下导支撑环同心度、挡油圈与主轴同心度（实测记录）；挡油圈与主轴的同心度0.5~0.4mm；下导瓦间隙符合设计要求；推导油槽冷却器耐压试验合格；推导油槽密封性试验合格。推力轴承与导轴承安装121上导轴承安装上导瓦检查合格；上导瓦间隙偏差±0.02mm；挡油圈密封面圆度、挡油圈与上导支撑环同心度、上导轴颈与上导支撑环同心度实测记录合格；挡油圈与主轴同心度0.5~0.35mm；上导油槽煤油渗漏4小时试验合格；上导冷却器耐压试验合格；上导轴瓦、油槽测温电阻安装合格；油槽油位高度偏差±5mm。上导轴承安装122发电机各附件安装喷雾灭火管路安装；上下挡风板安装；转子旋转挡风板与定子橡胶密封径向间隙调整合格；上盖板基础环安装；上下盖板安装；发电机顶罩安装；空气冷却器水压试验；冷却器及其管路安装；空气冷却器测温装置安装；机组内加热器安装；梯子、栏杆安装；照明安装；烟探测器和温度探测器安装；接地检查；机组检查。发电机各附件安装123主轴密封安装检修密封与主轴径向间隙

(无压)3.5~4mm；工作密封转环水平0.02mm/m；工作密封浮动环与主轴径向间隙8.75~11.25mm；工作密封水箱盖径向间隙5.75~6.25mm；密封块上抬量（有水）0.04~0.07mm；测量检修密封间隙（有压状态）0；检修密封压力试验符合GB/T8564。主轴密封安装124水导轴承安装水导油箱煤油渗漏试验≥4h；冷却器压力试验（1.5倍额定压力，30min）无渗漏；油封径向间隙0.4~0.78mm；漏油箱下口径向间隙9.25~12.75mm；导瓦间隙分配偏差±0.02mm；油箱盖径向间隙1.65~2.3mm；水导测温电阻绝缘电阻≥5MΩ；水导轴瓦、油槽测温电阻安装合格。

水导轴承安装125水轮发电机组安装关键技术水轮发电机组安装关键技术126要防止叶道涡、卡门涡对水轮机部件的破坏水轮机设计原理是借助流体力学的三元流理论和有限元力学计算设计而成的。其核心技术就是最大程度地减少叶道涡、卡门涡、尾水管涡带的破坏作用、设计出优良的三维空间的流线型叶片，把水能最大限度地转化为机械能。对混流式水轮机来说，引水管道、蜗壳、固定导叶、活动导叶、水轮机转轮、尾水管就是水轮机流道部件。其中叶道涡、卡门涡、涡带破坏力强大，因此问题关键就是要采取各种措施消除或减缓这些涡流、涡带对各部件的破坏作用。要防止叶道涡、卡门涡对水轮机部件的破坏127要减少转轮焊接残余应力和减缓转轮空蚀破坏水轮机转轮叶片断裂的原因，除了卡门涡引起叶片振动断裂外，转轮叶片焊接引起的残余应力大也是引起断裂事故的重要原因，如二滩电站水轮机转轮残余应力高达400MPa多，导致投运前转轮叶片根部断裂。因此问题关键就是要对水轮机转轮焊接热处理工艺进行严密监控，减少残余应力是预防叶片断裂事故的另一重要措施。水轮机转轮空蚀和磨损是许多水电站运行、检修十分头痛的事情，根据笔者几十年的运行、检修经验，提出如下对转轮空蚀磨损的防范措施：叶型能极大限度地减少空蚀磨损的破坏。要按照设计叶型图进行测控，使所有叶片各个断面的叶型误差控制在设计允许的范围内。采用不锈钢材质（ZG06Cr13Ni4Mo），其抗空蚀、抗磨损性能特好。提高叶片表面光洁度，可以延长空蚀和磨损时间。要减少转轮焊接残余应力和减缓转轮空蚀破坏128要防止水导轴承烧瓦事故水轮机水导轴承瓦烧瓦事故，在水电站是屡见不鲜。其可能原因：水导瓦间隙调整不当（包括间隙值及各瓦间隙分配）、水导摆度大（轴线曲折、机械及磁力不平衡、尾水管涡带压力脉动大等）、水导瓦材质不好、水导轴領锈蚀、水导油槽油位偏低、水导冷却器漏水、水导甩油等。要针对上述可能引起烧瓦的因素逐一在安装中加以监控，特别是对轴线处理时要精益求精，尽量控制水导摆度在0.03±0.01mm是至关重要的；调整瓦间隙要严格按照盘车摆度进行计算调整；对瓦温明显高的瓦间隙要重新进行调整，使各瓦瓦温分布均匀。要防止水导轴承烧瓦事故129要防止过速停机过程中发生水力共振案例：三峡26＃机组在过速停机过程中，机组剧烈振动，导致剪断销断裂。原因分析：在机组过速停机的过程中，导叶关闭至6.4%左右的开度时，机组转速为设计额定转速的110%，通过导水机构的水流由顺流变成逆流的瞬间，流道内产生强烈的水力振动，其频率与机组机械部件的固有频率接近，从而使机组发