水发连轴及调整施工技术措施.docx

三峡地下电站机电设备安装与调试工程
合同编号：TGP/ME-UG/JA-200901

HEC水发大轴连接与调整
施工技术措施

编制：

审核：

审批：

葛洲坝集团三峡地下电站机电安装工程施工项目部
二〇一〇年十月

目 录

1.概述 1
1.1主要结构 1
1.2主要内容 1
1.3编制依据 1
2.施工工艺流程 2
3.施工准备 2
4. 施工措施 5
4.1水轮机大轴调整 5
4.2水发大轴临时连接 6
4.3水发大轴整体调整 6
5.质量检查与验收 7
5.1质量标准 7
5.2质量控制措施 7
6.安全技术措施 7
6.1安全技术细节说明 7
7.文明施工与环境保护 8
8. 进度计划与劳动力投入 8

1.概述
鉴于水发大轴采用销套定位的结构特殊性，并且涉及水发大轴同镗销套孔的工艺过程，水发大轴连接采用坑外施工的方式。此方式既避免了坑内联轴施工环境对其产生的干扰性，又节约了机组主体安装工期。
1.1主要结构
水发大轴均为中空结构。主轴长5900mm，最大外径Ø4000mm，内径Ø3765mm。其下端采用20颗螺栓与转轮连接，上端采用30颗M110X6螺栓与发电机下端轴连接。发电机大轴长5311mm，轴身外径Ø3100mm，上、下法兰端面外径分别为Ø3329和Ø4000mm，轴身内径Ø2650mm。水发大轴分别重约108.5T和110T。
为防止大轴运输及长期存放产生过大形变，自制造厂发货前均在大轴内腔装设支撑工具，待工地施工时拆除。
1.2主要内容
水发大轴坑外连接在机组段吊物孔内进行。其主要内容包括：清扫水发大轴及其连接附件；检查大轴几何尺寸及连接面加工情况，不允许突出；吊装水轮机轴就位并作调整；吊装发电机主轴与水轮机大轴连接并作整体调整；调整合格后同镗联轴销套孔；安装销套及连轴螺栓，测量验收大轴各考核数据合格后，安装吊具准备吊装。
1.3编制依据
Z1a000166 主轴
Z1a000169 主轴联轴装配
Z1b000663 转轴
0EA.412.578 三峡地下水电站水轮发电机安装说明书
TGPS.JZ 三峡水轮发电机机组安装规程
2.施工工艺流程
水发连轴及加工工艺流程见图2-1。
3.施工准备
1）工程施工前，根据厂家技术文件和相关的技术规范，编制详细施工措施并提交审查，获批准后才能施工。
2）准备本工序必要的材料、工装与工器具，包括设备清扫消耗性材料、检查、安装、调整工具。制作求心梁和吊装销套的旋转支架。检查吊具螺栓外观锈蚀和磨损情况，检查焊缝、螺栓螺纹部分是否存在裂纹，必要时做吊具螺栓拉伸试验。施工工器具与工装见表3-1。
3）对于机组段吊物孔67层设计有竖井位置，布置σ60mm大小为1.5mX1.5m的钢板封住井口。此钢板封堵坑洞的同时作为大轴调整支墩的基础。

水轮机轴就位调整
大轴清扫
吊具安装并立轴
水发临时连轴
大轴测量、调整合格
水发大轴同镗销套孔
搭设测量平台
安装销套及连轴螺栓
螺栓拉伸并测量拉伸值
整体验收
分段吊装

图2-1 水发连轴及加工工艺流程
4）按水轮机大轴下法兰断面直径，在67层机组段吊物孔位置均布4个高1950mm的支墩，其顶面放置4对楔子板并调平，待大轴落下前在楔子板与主轴法兰面间塞入铜皮。另外，轴线方向再布置2个高1.2m的支墩，以放置100T液压千斤顶调整大轴水平。工装布置与测量见图3-1。
5）拆除大轴外包装及内支撑，仔细清洗法兰面和连接螺栓孔，清扫连轴螺栓、螺母、销套等附件，检查轴身及其附件外观有无缺陷，否则报请厂家和监理工程师，商议处理事宜。
6）用深度尺和刀口平尺检查连轴法兰面相关几何尺寸和平面情况，要求止口深度满足图纸与安装要求，且法兰面应无高点、毛刺。
7）在连轴法兰盘处找出厂家已标记好的水发大轴连接法兰面高低点（“H”、“ L”点），并且做出明显标记。
8）待大轴调整时，施工场地设置充足照明。

图3-1 水发大轴连接工装布置图

表3-1 水发连轴专用工器具与工装
序号
名称
数量
备注
1
大轴吊具
1套
立轴、吊装
2
刀口平尺
1把

3
深度尺
1把

4
水准仪
1台

5
内径千分尺
1套

6
耳机、电池
1套
含导线
7
角磨机
1台

8
电焊机（含焊把线）
1套

9
气动泵
1台

10
M110x6拉伸器
2套
含油管
11
100T液压千斤顶
2台

12
支墩
4个

13
旋转架
1个
销套吊装
14
2T导链
1副

15
楔子板
4对

4. 施工措施
4.1水轮机大轴调整
1) 利用桥机安装大轴翻身工具及吊具，为保证各吊具螺栓受力均匀，其螺母应以相当压力把紧。在安装吊具销钉时，为便于销钉顺利安装，其周身涂抹润滑脂，同时可借助导链或液压千斤顶。
2）缓慢起升桥机主钩将大轴竖立，当翻身工具即将离开地面时，停止主钩起升。松开翻身工具组合螺栓螺母。
3）再次缓慢升起桥机主钩提起大轴离开地面至合适高度，走动桥机大车，将其吊至指定机组段吊物孔上方，落下桥机主钩，将水轮机主轴放置于先前摆放就位的支墩上，楔子板与大轴法兰间垫以铜皮保护法兰。
4）拆除水轮机主轴吊具，并在大轴内膛搭设测量平台。
5）利用“Cayere”方法测量法兰面水平，并根据所测得的数据，计算各相邻测点之间的高差，绘制各测量点高差分布曲线及拟和正弦曲线，从而确定法兰面实际水平。并通过下端支撑千斤顶调整其水平合格，要求0.02mm/m。
6）用在主轴内膛挂钢琴线的方法测量大轴内止口4个轴线方向半径，计算大轴垂直度。
7）项5）、6）调整完毕并经检验合格后，按照图纸要求安装主轴内中心补气管支架等附件。
主轴调整的详细施工技术措施另见《主轴与水轮机连接及调整施工技术措施》
4.2水发大轴临时连接
1）利用厂家提供的发电机大轴翻身工具与吊具，将发电机下端轴竖立，松开下端吊具螺栓，卸下吊具。用刀口平尺检查下法兰平面情况，用油石和砂纸处理高点和毛刺，并用沾酒精的干净白布擦拭干净。
2）将发电机大轴吊至水轮机大轴上方，点动桥机对正螺栓孔，并通过软带用人力旋转发电机下端轴，使其高点对应水轮机低点，慢速落钩。
3) 当发电机下端轴下落至距水轮机主轴上法兰面150mm高度时停止落钩，再次用干净白布沾酒精擦拭法兰面，并且在大轴止口位置涂上凡士林等润滑脂。
4) 将发电机下端轴落在水轮机轴上，通过连轴螺栓孔错牙情况，初步判断两轴相互位置，通过起落桥机再对发电机下端轴做旋转、位移调整。
5) 均匀对称的临时安装6根连轴螺栓，并用液压工具按设计压力对称拧紧。用塞尺检查组合面配合情况，要求无间隙。
6) 松开吊具螺栓，拆除吊具。
4.3水发大轴整体调整
1）在发电机下端轴上法兰架设求心梁，安装求心器及合适的重锤。
2）在发电机下端轴上下法兰内环、水轮机大轴上下法兰内环上，均匀对称标示4个测量点，并保证各对应测量点在同一垂线上。
3）用合像水平仪测量主轴上法兰面均布8测点水平，并且通过水轮机大轴底下的千斤顶调整主轴上法面水平合格。
4) 用内径千分尺测量各点半径，分别计算各点测量偏差及偏心值，计算水轮机轴和发电机下端轴的同心度和垂直度。
5) 根据计算结果调整发电机下端轴。松开6颗临时连轴螺栓，将吊物孔混凝土墙壁做基础架设千斤顶，并在四个轴线方向上架设百分表以监测发电机下端轴与水轮机主轴的相对位移。另外根据发电机下端轴相对于水轮机主轴的倾斜方向，通过在其对称方向先拧紧螺栓这样一种调整螺栓拉伸顺序的方式来调整折线。
6) 调整完毕，拧紧临时连轴螺栓。重新调整上端法兰面水平及测量垂直度，必要时重复以上测量调整工作直到符合要求。报厂家监理验收，合格后进行水发大轴同镗销套孔的工作。
4.4同镗销套孔
1) 在发电机下端轴上法兰上架设旋转架，安装固定镗孔工具开始同轴镗孔。
2) 镗完一个螺栓孔，便用磁铁或面粉清扫干净孔内铁屑和油污，利用旋转架安装销套和连轴螺栓、螺母，用液压工具按设计压力均匀对称拧紧另外六根螺栓，并用塞尺检查销套与法兰面配合间隙情况，不允许单边或全圆周有间隙。
3) 松开先前拧紧的连轴螺栓，完成所有螺栓孔的同镗工作。
4) 架设百分表，按设计螺栓拉伸值1.35mm，用液压工具对称均匀的重新拧紧所有螺栓，并测量记录拉伸值。
5) 测量大轴水平并调整，用电测法测量大轴整体垂直度。合格后报厂家监理验收。
5.质量检查与验收
5.1质量标准
序号
检查项目
质量
备注
合格
优良
1
发电机轴与水轮机轴同心度
0.03mm

2
主轴垂直度
0.02mm/m

3
主轴直线度
检查实测记录

4
发电机轴与水轮机轴拉紧螺栓紧度及伸长
1.35±0.09mm

5
上下法兰水平
0.02mm/m

5.2质量控制措施
1) 对于质量检验，严格实行“三检制”，每一级检验合格后，方可呈报上一级。项目部检验合格，由质检部门通知监理验收。
2) 施工前，做好充足的技术准备,明确施工过程中质量检验停靠点和验收标准。
3) 对于设备缺陷，做到及早发现，及早处理，处理一定要经监理和厂家同意，不要随意动厂家设备。
4) 根据实际工况，须改变施工工艺时，必须事先得到厂家现场代表和监理工程师的书面认可。加强分析、讨论和总结经验工作，不断改进施工方法。
5）水发大轴连接前，应仔细清扫和检查连接法兰面，确保法兰面无异物和高点，安装时应多次检查且用酒精和白布清扫法兰面。水发大轴连接后，应用0.02mm的塞尺全圆周内仔细检查连轴法兰面的接触情况。
6) 大轴垂直度测量前，对于上挂的钢琴线质量应仔细检查。钢琴线在测量断面应无锈蚀，并且通长无折弯。重锤重量应与钢琴线直径相匹配，并且重锤基本处于油桶中心，自由摆动。
7）大轴垂直度测量，采用在大轴内膛挂钢琴线的方法测量。当测量数据偏差较大时，应复测所有数据，分析原因。当确保数据测量准确无误后，若情况无一改善便应采取在大轴外表面挂钢琴线的方法测量比较。
6.安全技术措施
6.1安全技术细节说明
1）大轴清扫工作平台设置安全栏杆和警示牌，栏杆高度符合安全规程要求。清扫区域应远离打磨、焊接区，否则设置安全有效隔离区，施工现场配备灭火器材。
2）千斤顶在使用前应检查机件有无损坏，是否灵活,液压式千斤顶的活塞、阀门必须良好，并保持清洁。
3）液压拉伸器使用前，应检查各部零件和密封是否良好；气压胶管应完好；油管应采用专用高压软管接状应牢固，若发现有渗油现象，及时更换。使用时，应放平不得歪斜，在升压过程中，应观察其活塞行程，不得超过工作行程；工作人员不得站在拉伸器上方；拉伸器工作完毕，应先降压至零，再松动或紧固接伸工具螺栓。
4）大轴内膛搭设测量平台支架，支架采用DN40钢管为材料。要求牢靠且与大轴无明显相对晃动，平台采用竹跳板或δ30mm木板与支架绑扎。平台上施工时系挂安全带。
5）水轮机大轴竖立落于支墩上后，应将施工吊物孔周边拉上警示带设置隔离区并挂上警示牌，同时对于临边孔洞做好安全封堵。
6）联轴螺栓安装前确保螺栓、螺母螺纹部分清洁无异物，特别是镗孔完毕后，应用面粉仔细清扫孔内铁屑，确保螺栓、螺母顺利装配。
7）大轴内作业时，应提供充足照明。
7.文明施工与环境保护
1）项目部对参与施工的各工程队签定文明施工协议书，将文明施工按区域落实责任人，建立健全岗位责任制，把文明施工落到实处，提高全体施工人员施工的自觉性和责任感。
2）施工现场内所有临时设施按施工总平面布置图进行布置管理，使施工现场处于有序状态。
3）工区内设置醒目的标识牌，标明工程项目名称、范围、开竣工时间、工地负责人；施工部位 设置醒目的施工标识牌，标明文明施工注意事项、文明施工责任人，所有施工管理人员和操作人员必须佩戴证明其身份的标识牌，标识牌标明姓名、职务、身份编号；设立监督电话，接受社会监督，提高全体施工人员的文明施工意识。
4）坚持每天开展班组“三工”安全活动和预知危险活动，认真落实班前安全文明施工、班中安全文明施工检查、班后安全文明施工小结制度，并有活动记录。坚持每周一次的“安全文明生产日”活动，做到有内容、有目的、有记录、保证“人员、时间、内容、效果”四落实。
5）加强施工环保意识，减少各类污染源，加强对噪声、粉尘、废气、废水、废油的控制治理，及时清除垃圾和废弃物如清扫破布，严格按指定的地点堆放处理，严禁乱倒乱卸。
8. 进度计划与劳动力投入
根据三峡地下电站的整体工期进度计划要求和本套主轴结构特点，水发大轴连接与调整计划工期为31天，其主要工序的工期安排见表8.1。
表8-1 水发大轴连接与调整主要工序和劳力投入
工序
工期
机械工
起重工
辅助工
其它
合计
准备工作
2
2
2
2
2
8
水轮机轴清扫
4
2
0
2
6
10
水轮机轴立轴与调整
4
4
2
2
6
14
发电机轴清扫
4
2
0
2
6
10
水发大轴连接与调整
5
4
2
2
6
14
同镗销套孔
8
4
2
2
6
14
整体调整与检查
4
2
2
2
4
10
合 计
31