丰满三期扩建工程水轮发电机安装

丰满三期扩建工程水轮发电机安装

中国水电六局总工办 李阳庚

一、 概述

丰满电站位于第二松花江上游24KM处，整个枢纽由混凝土重力坝，坝后式厂房，左岸引水式地顶厂房及泄洪洞组成，是一个以发电为主，发电防洪并重，兼有灌溉，城市及工业用水，航运、养殖和旅游等综合利用效益的大型水利枢纽。

丰满电站原装机8台总装机容量554MW，二期扩建9＃、10＃机装机容量170MW，三期扩建工程利用原泄洪洞及新建一条引水洞引水至厂房，安装两台单机容量140MW，水轮发电机组。

水轮机为竖轴混流式，金属蜗壳，弯肘型尾水管，水轮机型号：HL551－LJ－570。主要参数如下：

额定水头： 53m 最大水头： 67.5m 最小水头： 45M 额定功率： 143.0MW 额定转速： 107.1r/min 额定流量： 296.7m3/s 飞逸转速: 215r/min 最大功率: 157.7MW 允许吸出高度: -1.5 转轮公称直径: 5700mm 额定效率: 92.7% 水轮机安装高程: ▼193.0m

发电机型号:SF140-56/11950,为立式三相同步发电机,具有静态励磁系统和全封闭双路径向循环空气冷却系统,其结构型式为半伞式结构,推力轴承设在转子下方,且支撑在水轮机顶盖上。转子上方设置导轴承，并装在上机架中心体内。发电机基本参数如下：

额定容量： 140.0MW∕155.56MVA 额定电压： 13.8KV 额定电流： 6508A 额定频率： 50HZ 额定转速： 107.1r/min 额定功率因数： cosΦ=0.9( 后) 相数： 3相 定子绕组星形连接，中性点经消弧线圈接地。 定子绕组、转子绕组、定子铁芯采用“F”级绝缘。

发电机转动部分的飞轮力矩 GD2不小于41000t·m2 旋转方向为俯视机组顺时针。

飞逸转速为215r/min，发电机能承受215r/min历时5min而不产生有害变形。

调速器∶每台机组配置一台WBDT－B型微机步进式水轮机调速器，主配压阀直径φ150mm，操作油压P＝4.0Mpa，电气柜与机械柜为一体式，调速器布置在发电机层第一象限，调

速器为葛洲坝电厂能达公司制造。

每台机组配置一台套YS－12.5－4型油压装置，操作油压P＝4.0Mpa。油压装置布置在发电机层第一象限。为调速系统提供可靠油源。压力油罐的油面可以自动控制，由油面计和自动补气装置控制。自动补气装置与发电机制动柜合为一体，随主机到货，布置在发电机层上游侧。

为保证机组安全运行，调速系统中设有GC150/40型过速限制器及机械过速保护装置，当事故关机时为改善机组的水压上升和速率上升装设了导叶分段关闭装置，在额定工点甩额定负荷时，总关闭时间为21s，其中第一段关闭4.0s，接力器行程由432mm关到219mm，第二段关闭时间17.0s，接力器行程由219mm，关至0mm，此时导叶全关。机组最大转速上升率≯50％，蜗壳最大压力值（含水锤升压）≯98m水柱。

机组由哈尔滨电机厂制造，安装由中国水电六局机电安装分局安装。

二、 埋件部分安装

埋入部分总重 429.7 包括尾水管里衬、座环基础环、蜗壳、机坑里衬。 尾水管里衬

1、尾水管里衬高度h＝ m，重量 T 上管口φ6030.2mm 下管口φ 6882mm 里衬分为三段 首段为不锈钢段，在安装间组装后用门机吊入机坑。上口偏差规定≯10mm，实际为 mm，上管口的高程为▽ 实际为▽ 椭圆度规定≯0.0015D实际为0.001D，内壁错牙＜2mm。

座环基础环

座环为带导流环（蝶形边）的双环平行边结构，分四瓣到货，装配全为 127 T，最大外径φ 高3.5M，单件最重达33吨。12＃机安装时，由于厂房桥机尚未形成，无法在安装间拼装整体吊入机坑，而土建单位的门机为30t/10t，设备较老，各种性能指标都有所下降，经过多方案比较决定采用在▽198.8高程位置（上游挡土墙平台）布置120吨汽车吊，吊入机坑，利用规道拖至12＃机支墩附近（两台门机抬吊范围内），由两台门机抬吊至12＃座环支墩进行组合安装在吊运过程中，将每瓣座环按其所处位置在地面调整为方位，再吊起两台门机行走至座环支墩上方，安装就位组合。由于方案得当，在安装过程中十分顺利。

座环安装后安装调整各项指标均达到优良标准。座环焊接过程中加施监测，全部焊接完成复测座环水平、圆度全部达到优良标准。

蜗壳安装

蜗壳总重243吨，厚度为δ40~δ32，板材料16MnR。蜗壳包角为345进口直径φ7.9m，X－X方向最大宽度为 m，蜗壳（包括进口延伸段和尾部）共分36节，全部断面为园形断面、蜗壳在钢管厂拼面瓦片，运至厂房挂装，蜗壳挂装以1节、20节为定位节，第21节和第11节为补偿节。

设计中蜗壳是按单独承受全部水压力考虑，所以其上部专门设有弹性层，弹性层采用油毛毡、泡沫塑料板、沥清等材料，厚度60mm，在蜗壳外缘设10＃槽钢排水槽，以排除砼浇筑时的水气及弹性层中渗水。

蜗壳焊接使用J507焊条，焊条烘干温度为300~350C，保温2小时，烘干后放在150C的保温箱内随用随取。全部焊缝100％超声波探伤和着色探伤，（环缝为Ⅱ类焊缝）丁字头部分采用射线探伤，蝶形边和为Ⅰ类焊缝纵缝采用射线探伤，一次合格率达96％，返修后100％合格。

定位节挂装质量全部达到优秀，最远点半径偏差为 （规范要求＜0.004R＝ 中心点偏差 (规范要求<±5mm)倾斜值 mm,(规范要求<5mm)与Y轴线偏差 mm,(规范要求±0.0003D)。

在挂装中发现项10与项9对接时，项10管节周长短于项9，使项10下蝶形边有30mm，缝隙，哈厂提出搭背板堆焊，经探伤后符合要求。在安装过程中多处接缝缝隙偏大处及切割的部位，在焊接过程中注意了补焊及先刨后焊措施，并作为重点探伤部位，保证了焊接质量。

座环处理

九六年八月座环安装完毕，九七年八月座环进行复测发现座环上镗口水平有较大变化，径向水平超差。为保证顶盖安装质量，对座环上镗口进行铣削处理，最大铣削量0.8mm，为保证导叶的端部间隙满足设计要求，在座环上镗口增加了0.8mm厚不锈钢垫片。座环上镗口处理后，径向水平最大0.2mm，完全满足安装技术要求。

埋件部分安装从96年起，到97年10月全部结束，经检查验收合格率为100％，优良率86％。

二、水轮机安装 主轴与转轮

水轮机主轴直径φ 内孔径φ 轴颈外径φ1850 两端法兰直径φ2070mm，重54.3吨，长7237.5mm。由 制成。转轮名义尺寸为φ 重量为10.32T 主轴中间布置补气管，补气管下部与转轮相接。

主轴与转轮法兰面喷涂磨擦液，其配方比例为碳化硅1 份 硝基漆 3 份 稀释剂1 份 ，用M × 螺栓联接。用液压拉伸器紧固。螺栓伸长量原设计为1.27mm，后经修改为0.95mm，全部螺栓紧固后，最大伸长量为1.14mm，最小伸长量为0.93mm，主轴与转轮连接后，经测主轴垂直度为0.02mm/m，符合规定要求。

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