水轮发电机组安装技术规范.docx
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水轮发电机组安装技术规范
水轮发电机组安装技术规范
1范围
本标准规定了水轮发电机组及其附属设备的安装、调试和试验的要求。
适用于符合下列条件之一的水轮发电机组的安装及验收：
a）单机容量为15MW及以上；
b）冲击式水轮机，转轮名义直径1.5m及以上；
c）混流式水轮机，转轮名义直径2.0m及以上；
d）轴流式、斜流式、贯流式水轮机，转轮名义直径3.0m及以上。
单机容量小于15MW的水轮发电机组和水轮机转轮的名义直径小于b）、c）、d）项规定的机组可参照执行。
本标准也适用于可逆式抽水蓄能机组的安装及验收。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB/T7409.3同步电机励磁系统大中型同步发电机励磁系统技术要求
GB/T10969水轮机通流部件技术条件
GB11120L-TSA汽轮机油
GB/T11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级
GB/T18482可逆式抽水蓄能机组启动试验规程
GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准
GB50168电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范
DL/T507水轮发电机组启动试验规程
DL/T679焊工技术考核规程
DL/T827灯泡贯流式水轮发电机组启动试验规程
JB/T4709钢制压力容器焊接规程
JB/T6204大型高压交流电机定子绝缘耐电压试验规范
JB/T8439高压电机使用于高海拔地区的防电晕技术要求
JB/T8660水电机组包装、运输和保管规范
3总则
3.1水轮发电机组的安装应根据设计单位和制造厂已审定的机组安装图及有关技术文件，按本规范要求进行。
制造厂有特殊要求的，应按制造厂有关技术文件的要求进行。
凡本规范和制造厂技术文件均未涉及者，应拟定补充规定。
当制造厂的技术要求与本规范有矛盾时，一般按制造厂要求进行或与制造厂协商解决。
3.2发电机组及其附属设备的安装工程，除应执行本标准外，还应遵守国家及有关部门颁发的现行安全防护、环境保护、消防等规程的有关要求。
3.3水轮发电机组设备，应符合国家现行的技术标准和订货合同规定。
设备到达接受地点后，安装单位可应业主要求，参与设备开箱、清点，检查设备供货清单及随机装箱单，并按JB/T8660执行。
以下文件，应同时作为机组及其辅属设备安装及质量验收的重要依据：
a）设备的安装、运行及维护说明书和技术文件；
b）全部随机图纸资料（包括设备装配图和零部件结构图）；
c）设备出厂合格证，检查、试验记录；
d）主要零部件材料的材质性能证明。
3.4机组安装前应认真阅读并熟悉制造厂的设计图纸、出厂检验记录和有关技术文件，并作出符合施工实际及合理的施工组织设计。
3.5机组安装前，应阅读与安装有关的土建设计图纸，并参与对交付安装的土建部位验收。
对有缺陷的部位应处理后才能安装。
3.6水轮发电机组安装所用的全部材料，应符合设计要求。
对主要材料，必须有检验和出厂合格证明书。
3.7安装场地应统一规划。
并应符合下列要求：
a）安装场地应能防风、防雨、防尘。
机组安装应在本机组段和相邻的机组段厂房屋顶封闭完成后进行；
b）安装场地的温度一般不低于5︒C，空气相对湿度不高于85％；对温度、湿度和其它特殊条件有要求的设备、部件的安装按设计规定执行；
c）施工现场应有足够的照明；
d）施工现场必须具有符合要求的施工安全防护设施。
放置易燃、易爆物品的场所，必须有相应的安全规定；
e）应文明生产，安装设备、工器具和施工材料堆放整齐，场地保持清洁，通道畅通，工完场清。
3.8水轮发电机组安装完成后，应按本标准及DL/T507的要求进行启动试运行，综合检验设计、机组制造和安装质量。
试运行合格后，进行该机组启动阶段的验收，并参照附录A的要求，移交有关资料。
4一般规定
4.1设备在安装前应进行全面清扫、检查，对重要部件的主要尺寸及配合公差应根据图纸要求并对照出厂记录进行校核。
设备检查和缺陷处理应有记录和签证。
制造厂质量保证的整装到货设备在保证期内可不分解。
4.2设备基础垫板的埋设，其高程偏差一般不超过-5mm~0mm，中心和分布位置偏差一般不大于10mm，水平偏差一般不大于1mm/m。
4.3埋设部件安装后应加固牢靠。
基础螺栓、千斤顶、拉紧器、楔子板、基础板等均应点焊固定。
埋设部件与混凝土结合面，应无油污和严重锈蚀。
4.4地脚螺栓的安装，应符合下列要求：
a）检查地脚螺栓孔位应正确，孔内壁应凿毛并清扫干净。
螺孔中心线与基础中心线偏差不大于10mm；高程和螺栓孔深度符合设计要求；螺栓孔壁的垂直度偏差不大于L/200（L为地脚螺栓的长度mm，下同），且小于10mm；
b）二期混凝土直埋式和套管埋入式地脚螺栓的中心、高程应符合设计要求，其中心偏差不大于2mm，高程偏差不大于0mm~+3mm，垂直度偏差应小于L/450；
c）地脚螺栓采用预埋钢筋、在其上焊接螺杆时，应符合以下要求：
1）预埋钢筋的材质应与地脚螺栓的材质基本一致；
2）预埋钢筋的断面积应大于螺栓的断面积，且预埋钢筋应垂直；
3）螺栓与预埋钢筋采用双面焊接时，其焊接长度不应小于5倍地脚螺栓的直径；采用单面焊接时，其焊接长度不应小于10倍地脚螺栓的直径。
4.5楔子板应成对使用，搭接长度在2/3以上。
对于承受重要部件的楔子板，安装后应用0.05mm塞尺检查接触情况，每侧接触长度应大于70％。
4.6设备安装应在基础混凝土强度达到设计值的70％后进行。
基础板二期混凝土应浇筑密实。
4.7设备组合面应光洁无毛刺。
合缝间隙用0.05mm塞尺检查，不能通过；允许有局部间隙，用0.10mm塞尺检查，深度不应超过组合面宽度的1/3，总长不应超过周长的20％；组合螺栓及销钉周围不应有间隙。
组合缝处安装面错牙一般不超过0.10mm。
4.8部件的装配应注意配合标记。
多台机组在安装时，每台机组应用标有同一系列标号的部件进行装配。
同类部件或测点在安装记录里的顺序编号，对固定部件，应从+Y开始，顺时针编号（从发电机端视，下同）；对转动部件，应从转子1号磁极的位置开始，除轴上盘车测点为逆时针编号外，其余均为顺时针编号；应注意制造厂的编号规定是否与上述一致。
4.9有预紧力要求的连接螺栓，其预应力偏差不超过规定值的±10％。
制造厂无明确要求时，预紧力不小于设计工作压力的2倍，且不超过材料屈服强度的3/4。
安装细牙连接螺栓时，螺纹应涂润滑剂；连接螺栓应分次均匀紧固；采用热态拧紧的螺栓，紧固后应在室温下抽查20％左右螺栓的预紧度。
各部件安装定位后，应按设计要求钻铰销钉孔并配装销钉。
螺栓、螺母、销钉均应按设计要求锁定牢固。
4.10机组的一般性测量应符合下列要求：
a）所有测量工具应定期在有资质的计量检验部门检验、校正合格；
b）机组安装用的X、Y基准线标点及高程点，相对于厂房基准点的误差不应超过±1mm；
c）各部位高程差的测量误差不应超过±0.5mm；
d）水平测量误差不应超过0.02mm/m；
e）中心测量所使用的钢丝线直径一般为0.3mm~0.4mm，其拉应力应不小于1200MPa；
f）无论用何种方法测量机组中心或圆度，其测量误差一般应不大于0.05mm；
g）应注意温度变化对测量精度的影响，测量时应根据温度的变化对测量数值进行修正。
4.11现场制造的承压设备及连接件进行强度耐水压试验时，试验压力为1.5倍额定工作压力，但最低压力不得小于0.4MPa，保持10min，无渗漏及裂纹等异常现象。
设备及其连接件进行严密性耐压试验时，试验压力为1.25倍实际工作压力，保持30min，无渗漏现象；进行严密性试验时，试验压力为实际工作压力，保持8h，无渗漏现象。
单个冷却器应按设计要求的试验压力进行耐水压试验，设计无规定时，试验压力一般为工作压力的2倍，但不低于0.4Mpa，保持30min，无渗漏现象。
4.12设备容器进行煤油渗漏试验时，至少保持4h，应无渗漏现象，容器作完渗漏试验后一般不宜再拆卸。
4.13单根键应与键槽配合检查，其公差应符合设计要求。
成对键应配对检查，平行度应符合设计要求。
4.14机组及其附属设备的焊接应符合下列要求：
a）参加机组及其附属设备各部件焊接的焊工应按DL/T679或制造厂规定的要求进行定期专项培训和考核，考试合格后持证上岗；
b）所有焊接焊缝的长度和高度应符合图纸要求，焊接质量应按设计图纸要求进行检验；
c）对于重要部件的焊接，应按焊接工艺评定后制定的焊接工艺程序或制造厂规定的焊接工艺规程进行。
4.15机组和调速系统所用透平油的牌号应符合设计规定，各项指标符合GB11120的规定，见附录F。
4.16机组所有的监测装置和自动化元件应按出厂技术条件检查试验合格。
4.17水轮发电机组的部件组装和总装配时以及安装后都必须保持清洁，机组安装后必须对机组内、外部仔细清扫和检查，不允许有任何杂物和不清洁之处。
4.18水轮发电机组各部件的防腐涂漆应满足下列要求：
a）机组各部件，均应按设计图纸要求在制造厂内进行表面预处理和涂漆防护；
b）需要在工地喷涂表层面漆的部件（包括工地焊缝）应按设计要求进行，若喷涂的颜色与厂房装饰不协调时，除管道颜色外，可作适当变动；
c）在安装过程中部件表面涂层局部损伤时，应按部件原涂层的要求进行修补；
d）现场施工的涂层应均匀、无起泡、无皱纹，颜色应一致；
e）合同规定或有特殊要求需在工地涂漆的部件，应符合规定。
5立式反击式水轮机安装
5.1埋入部件安装
5.1.1尾水管中墩鼻端钢衬安装，应符合下列要求：
a）鼻端钢衬顶端到机组X轴线距离偏差±30mm；
b）鼻端钢衬侧面到机组Y轴线距离偏差±15mm；
c）鼻端钢衬顶部（或底部）高程偏差±10mm；
d）鼻端钢衬垂直度偏差10mm。
5.1.2尾水管里衬安装，允许偏差应符合表1的要求。
表1尾水管里衬安装允许偏差单位为毫米
序号
项目
转轮直径D
说明
D<3000
3000≤D<6000
6000≤D<8000
8000≤D<10000
D≥10000
1
肘管断面尺寸
±0.0015H（B,r）
±0.001H（B,r）
H-断面高度，B-断面长度，r-断面弧段半径
2
肘管下管口
与混凝土管口平滑过渡
3
肘管、锥管上管口中心及方位
4
6
8
10
12
测量管口上X、Y标记与机组X、Y基准线间距离
4
肘管、锥管上管口高程
0~+8
0~+12
0~+15
0~+18
0~+20
等分8~24点测量
5
锥管管口直径
±0.0015D
D-管口直径设计值，等分8~24点测量
带法兰及插入式尾水管应符合表17要求
6
锥管相邻管口内壁周长之差
0.0015L
0.001L
L-管口周长
7
无肘管里衬的锥管下管口中心
10
15
20
25
30
吊线锤测量或检查与混凝土管口平滑过渡
5.1.3转轮室、基础环、座环安装的允许偏差应符合表2要求。
设计有特殊要求时应符合设计要求。
表2转轮室、基础环、座环安装允许偏差单位为毫米
序号
项目
转轮直径D
说明
D<3000
3000≤D<6000
6000≤D<8000
8000≤D<10000
D≥10000
1
中心及方位
2
3
4
5
6
测量埋件上X、Y标记与机组X、Y基准线间距离
2
高程
±3
3
安装顶盖
和底环的
法兰面平
面度
径向
测量
现场不机加工
0.05mm/m，最大不超过0.60
最高点与最低点高程差
现场机加工
0.25
周向
测量
现场不机加工
0.30
0.40
0.60
现场机加工
0.35
4
转轮室圆度
各半径与平均半径之差，不应超过叶片与转轮室设计平均间隙的±10％
轴流式测量上、中、下三个断面
斜流式测量上止口和下止口，等分8~64测点
5
基础环、座环圆度及与转轮室同轴度
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
等分8~32测点，混流式机组以下部固定止漏环中心为准，轴流式机组以转轮室中心为准
5.1.4螺栓把合结构的分瓣转轮室、基础环、座环组合面应涂密封胶，组合缝间隙应符合4.7条的要求。
为防止漏水，过流面组合缝可封焊，焊缝表面应打磨光滑。
组焊结构的转轮室、基础环和座环的组合应符合设计要求。
5.1.5支柱式座环的上环和固定导叶安装时，座环与基础环的方位偏差方向应一致。
为保证导叶端部间隙符合设计要求，应严格控制基础环上平面至座环上平面高度尺寸，考虑混凝土浇筑引起座环的变形、测量工具的误差、以及运行中顶盖的变形引起导叶端面间隙的减小值。
为减小座环在混凝土浇筑过程中的变形，座环应有可靠的加固措施。
5.1.6蜗壳拼装的允许偏差应符合表3要求。
表3蜗壳拼装允许偏差单位为毫米
序号
项目
允许偏差
说明
1
G
+2~+6
2
K1-K2
±10
3
e1-e2
±0.002e
4
L
±0.001L，最大不超过±9
5
D
±0.002D
6
管口
平面度
3
在钢平台上拼装或拉线检查管口，应在同一平面上（属核对检查项目）
5.1.7蜗壳安装的允许偏差应符合表4要求。
表4蜗壳安装允许偏差单位为毫米
序号
项目
允许偏差
说明
1
直管段
中心
到机组Y轴线的距离
0.003D
D-蜗壳进口直径。
若钢管已安装好，则以钢管管口为
高程
±5
基准，中心偏差不应超过蜗壳板厚的15％。
2
最远点高程
±15
3
定位节管口倾斜值
5
4
定位节管口与基准线偏差
±5
5
最远点半径
±0.004R
R-最远点半径设计值
6
管口节高
±0.002H
H-管口节高（断面直径）（属核对项目）
5.1.8蜗壳焊接应符合下列要求：
a）焊接应符合4.14条的规定；
b）各节间、蜗壳与座环连接的对接焊缝间隙一般为2mm~4mm，过流面错牙不应超过板厚的10％，但纵缝最大错牙不应大于2mm，环缝最大错牙不应大于3mm；
c）坡口局部间隙超过5mm处，其长度不超过焊缝长度10％，允许在坡口处作堆焊处理。
5.1.9蜗壳焊缝应进行外观检查和无损探伤检查，制造厂无规定时应符合下列要求：
a）焊缝外观检查，应符合表5的规定；
表5蜗壳焊缝外观检查单位为毫米
序号
项目
允许缺陷尺寸
1
裂纹
不允许
2
表面夹渣
不允许
3
咬边
深度不超过0.5，连续长度不超过100，两侧咬边累计长度不大于10％全长焊缝
4
未焊满
不允许
5
表面气孔
不允许
6
焊缝余高∆h
手工焊
12<δ≤25，∆h=0~2.5
25<δ<80，∆h=0~5δ-钢板厚度
埋弧焊
0~4
7
对接焊缝宽度
手工焊
盖过每边坡口宽度2~4，且平滑过渡
埋弧焊
盖过每边坡口宽度2~7，且平滑过渡
8
飞溅
清除干净
9
焊瘤
不允许
b）焊缝无损探伤
采用射线探伤时，检查长度：
环缝为10％，纵缝、蜗壳与座环连接的对接焊缝为20％；焊缝质量，按GB/T3323规定的标准，环缝应达到
级，纵缝、蜗壳与座环连接的对接焊缝应达到
级的要求。
采用超声波探伤时，检查长度：
环缝、纵缝、蜗壳与座环连接的对接焊缝均为100％；焊缝质量，按GB/T11345规定的标准，环缝应达到B
级，纵缝、蜗壳与座环连接的对接焊缝应达到B
级的要求。
对有怀疑的部位，应用射线探伤复核；
c）混凝土蜗壳的钢衬，一般作煤油渗透试验检查，焊缝应无贯穿性缺陷。
5.1.10蜗壳工地水压试验或保压浇筑蜗壳层混凝土时，按设计要求进行。
5.1.11浇筑混凝土前，蜗壳表面应将角铁、压板等清除干净。
焊疤应磨平，伤及母材者应补焊后磨平，并作磁粉探伤检查。
5.1.12蜗壳安装、焊接及浇筑混凝土时，应有防止座环变形的措施。
混凝土浇筑上升速度不超过300mm/h，每层浇高一般为1m~2m，浇筑应对称分层分块。
液态混凝土的高度一般控制在0.6m左右。
在浇筑过程中应监测座环变形，并按实际情况随时调整混凝土浇筑顺序。
5.1.13埋设件过流表面粗糙度应符合GB/T10969的规定，尾水管里衬、转轮室、蜗壳（或蜗壳衬板）的过流面焊缝应磨平，埋设件与混凝土的过流表面应平滑过渡。
5.1.14机坑里衬安装的允许偏差应符合表6要求。
表6机坑里衬安装允许偏差单位为毫米
序号
项目
转轮直径
说明
D<3000
3000≤D<6000
6000≤D<8000
8000≤D<10000
D≥10000
1
中心
5
10
15
20
测量里衬法兰与座环上部法兰镗口间距离，等分8~16点
2
上口直径
±5
±8
±10
±12
3
上口高程
±3
等分8~16点
4
上口水平
6
等分8~16点
5.1.15接力器基础安装的允许偏差应符合表7要求。
表7接力器基础安装允许偏差
序
号
项目
转轮直径
mm
说明
D<3000
3000≤D<6000
6000≤D<8000
8000≤D<10000
D≥10000
1
垂直度
mm/m
0.30
0.25
2
中心及高程
mm
±1.0
±1.5
±2.0
±2.5
±3.0
从座环上法兰面测量
3
至机组坐标基准线平行度
mm
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4
至机组坐标基准线距离
mm
±3.0
5.2转轮装配
5.2.1混流式水轮机分瓣转轮应按专门制定的组焊工艺进行组装、焊接及热处理，并符合下列要求：
a）转轮下环的焊缝不允许有咬边现象，按制造厂规定进行探伤检查，应符合要求；
b）上冠组合缝间隙符合4.7要求；
c）上冠法兰下凹值不大于0.07mm/m，上凸值不应大于0.03mm/m，最大不得超过0.06mm。
对于主轴采用摩擦传递力矩的结构，一般不允许上凸；
d）下环焊缝处错牙不应大于0.5mm；
e）分瓣叶片及叶片填补块安装焊接后，叶型应符合设计要求。
5.2.2止漏环在工地装焊前，安装止漏环处的转轮圆度应符合5.2.8的要求；装焊后，止漏环应贴合严密，焊缝质量符合设计要求。
止漏环需热套时，应符合设计要求。
5.2.3分瓣转轮止漏环磨圆时，测点不应少于32点，尺寸应符合设计要求，圆度应符合5.2.8的要求。
5.2.4分瓣转轮应在磨圆后按5.2.5要求作静平衡试验。
试验时应带引水板，配重块应焊在引水板下面的上冠顶面上，焊接应牢固。
5.2.5转轮静平衡试验应符合下列要求：
a）静平衡工具应与转轮同心，偏差不大于0.07mm，支持座水平偏差不应大于0.02mm/m；
b）采用钢球、镜板式平衡法时，静平衡工具的灵敏度，应符合表8要求；
表8球面中心到转轮重心距离
转轮质量（t）
kg
最大距离
mm
最小距离
mm
t<5000
40
20
5000≤t<10000
50
30
10000≤t<50000
60
40
50000≤t<100000
80
50
100000≤t<200000
100
70
t≥200000
120
90
c）采用测杆应变法或静压球轴承法时，按制造厂提供的工艺与要求进行；
d）残留不平衡力矩，应符合设计要求。
设计无要求时，应符合表9要求；
表9转轮单位质量的许用不平衡量值eper
最大工作转速
r/min
125
150
200
250
300
400
转轮单位质量的允许不平衡量值eper
g∙mm/kg
550
450
330
270
220
170
5.2.6转桨式水轮机转轮叶片操作试验和严密性耐压试验应符合下列要求：
a）试验用油的油质应合格，油温不应低于5︒C；
b）在最大试验压力下，保持16h；
c）在试验过程中，每小时操作叶片全行程开关2次~3次；
d）各组合缝不应有渗漏现象，单个叶片密封装置在加与未加试验压力情况下的漏油限量，不超过表10规定，且不大于出厂试验时的漏油量；
表10每小时单个桨叶密封装置漏油限量
转轮直径D
mm
D<3000
3000≤D<6000
6000≤D<8000
8000≤D<10000
D≥10000
每小时单个桨叶密封漏油限量
ml/h
5
7
10
12
15
e）转轮接力器动作应平稳，开启和关闭的最低油压一般不大于额定工作压力的15％；
f）绘制转轮接力器行程与叶片转角的关系曲线。
5.2.7主轴与转轮连接，应符合下列要求：
a）法兰组合面应无间隙，用0.03mm塞尺检查，不能塞入；
b）法兰护罩的螺栓凹坑应填平；
c）泄水锥螺栓应点焊牢固，护板焊接应采取防止变形措施，焊缝应磨平。
5.2.8转轮各部位的同轴度及圆度，以主轴为中心进行检查，各半径与平均半径之差，应符合表11的要求。
表11转轮各部位的同轴度及圆度允许偏差
序号
项目
允许偏差
说明
1
额定水头<200m
1）止漏环
2）止漏环安装面
3）叶片外缘
±10％设计间隙
叶片外缘只有认为必要时，并在外窜量等于零时测量
4）引水板止漏圈
5）兼作检修密封的法兰保护罩
±15％设计间隙
2
额定水头≥200m
1）上冠外缘
2）下环外缘
±5％设计间隙
对应固定部分为顶盖及底环
3）上梳齿止漏环
4）下止漏环
±0.10
mm
5.3导水机构预装
5.3.1导水机构预装前，进行机坑测定，测定座环镗口圆度以确定机组中心；测量座环和基础环上平面高程和水平，并计算高差，应符合5.1.3条和图纸要求。
设计有筒形阀的水轮机，筒形阀应参加导水机构预装。
5.3.2分瓣底环、顶盖、支持盖等组合面应涂密封胶，组合面间隙应符合4.7条要求。
止漏环需冷缩或机械压入时，应符合设计要求。
5.3.3
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