焦興平

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁 835000)

1 問題的提出

某工程為無調(diào)節(jié)水庫徑流式水電站，安裝3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單管單機(jī)布置，每臺(tái)機(jī)組蝸殼前布置1臺(tái)2500Dx7pk41Xh－25Mn型進(jìn)水蝴蝶閥。

水電站建設(shè)包括引水(蓄水)工程建設(shè)、輸水工程建設(shè)、廠房建設(shè)、排水工程建設(shè)以及水工機(jī)械、水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的安裝調(diào)試等。在水工建筑物按工期節(jié)點(diǎn)建設(shè)完成后，廠房內(nèi)、外設(shè)備的安裝調(diào)試應(yīng)同時(shí)展開，為水輪發(fā)電機(jī)組做有水調(diào)試打好基礎(chǔ)。如果在進(jìn)水閥處和尾水閘門處達(dá)到設(shè)備安裝條件時(shí)，能夠迅速將設(shè)備安裝到位，可有效阻止廠房上、下游來水，為廠內(nèi)設(shè)備的正常安裝調(diào)試贏得時(shí)間;同時(shí)，在上游進(jìn)水口的閘門及啟閉機(jī)設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)，進(jìn)水閥設(shè)備又為廠內(nèi)設(shè)備安裝調(diào)試提供了安全保障。

該過程的關(guān)鍵是進(jìn)水閥和尾水閘門安裝調(diào)試要快速完成。尾水閘門一般具備安裝條件較早，設(shè)備相對(duì)單一，能夠很快完成安裝調(diào)試，但進(jìn)水閥的安裝包括進(jìn)水閥本體及其附件的安裝(在蝸殼安裝完成的情況下)、液壓站的安裝、操作控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試、管路安裝焊接、液壓油品的采購、請(qǐng)廠家人員進(jìn)行進(jìn)水閥整體無水調(diào)試等環(huán)節(jié)，程序較為復(fù)雜。對(duì)于該電站，要在具備條件后將3個(gè)進(jìn)水閥迅速安裝調(diào)試完畢，防止上游調(diào)試進(jìn)水和雨水、洪水從壓力管道進(jìn)入廠房。鑒于這種情況，經(jīng)過研究，采用了一種既能保證安裝質(zhì)量，又能節(jié)省工期的施工方法。

2 進(jìn)水閥快速安裝方法

該電站進(jìn)水主閥為臥軸雙密封液壓控制蝶閥，主閥公稱直徑為DN 2500，壓力等級(jí)為PN 2.5MPa，開啟和關(guān)閉時(shí)間可調(diào);采用獨(dú)立的油壓裝置為主閥接力器提供操作油源，主閥的下游側(cè)設(shè)有波紋管伸縮節(jié)，伸縮節(jié)由其他廠家供貨，現(xiàn)場(chǎng)與進(jìn)水閥所配法蘭焊接;主閥配有單獨(dú)的操作控制系統(tǒng)。

進(jìn)水閥系統(tǒng)安裝流程如圖1所示。在設(shè)備正式安裝前做好技術(shù)準(zhǔn)備，圖紙尺寸和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸應(yīng)一致，準(zhǔn)備好必要的工具和裝備，在安裝間留足擺放設(shè)備的空間，對(duì)到貨的設(shè)備要拆檢并清洗干凈，各密封面和精加工面必須清潔，無污物和毛刺。下面介紹進(jìn)水閥系統(tǒng)安裝步驟。

圖1 進(jìn)水閥系統(tǒng)安裝流程

2.1 進(jìn)水閥上、下游短接管的安裝

(1)檢查進(jìn)水閥安裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸，保證一致。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸對(duì)進(jìn)水閥上游短接管進(jìn)行配割，配割時(shí)要考慮一定的修割和焊接余量。配割完成后，用橋式起重機(jī)吊裝上游短接管，根據(jù)進(jìn)水閥閥體中心線來安裝上游短接管，在初步安裝加固后對(duì)安裝尺寸進(jìn)行復(fù)核，保證其和設(shè)計(jì)尺寸一致。

(2)上游短接管復(fù)核完成后，再對(duì)進(jìn)水閥本體、伸縮節(jié)和下游短接管按圖紙進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)兩者的尺寸偏差來切割下游短接管，同樣要考慮修割和焊接余量。切割完成后安裝下游短接管，并根據(jù)進(jìn)水閥的中心線來調(diào)整下游短接管，安裝質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 進(jìn)水閥本體安裝

(1)由于進(jìn)水閥支墩未澆筑完成，因此，先制作了2座鋼支墩，上面放置2臺(tái)320 kN千斤頂，用來支撐和調(diào)整進(jìn)水閥的安裝偏差。

(2)用橋式起重機(jī)吊裝閥體并將其落在千斤頂上，利用水準(zhǔn)儀檢查上、下游短接管與閥體的高程，利用千斤頂調(diào)整閥體高程。比較沿水流方向的中心線與壓力鋼管和蝸殼實(shí)際中心線的高程，調(diào)整偏差控制在3.0 mm以內(nèi);橫向中心線(上、下游位置)與設(shè)計(jì)中心線的偏差不大于10.0 mm。

(3)中心調(diào)整完成后，將閥體與上游短接管螺栓連接，之后進(jìn)行進(jìn)水閥整體垂直度和水平度的調(diào)整。利用在閥體法蘭面吊線錐的方法進(jìn)行垂直度的調(diào)整，用拉緊器配合千斤頂進(jìn)行調(diào)整，偏差控制在2.5 mm以內(nèi)。

(4)進(jìn)水閥本體安裝完成后，就可以移交工作面澆筑混凝土支墩，以便在支墩凝固后及時(shí)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。

2.3 伸縮節(jié)的安裝焊接

(1)伸縮節(jié)安裝前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)波紋管段進(jìn)行檢查;檢查裝焊波紋管段的距離、兩側(cè)管口圓度和錯(cuò)牙，均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

(2)在伸縮節(jié)外殼兩端制備2 mm鈍邊的V形焊接坡口，將伸縮節(jié)與進(jìn)水閥端配套法蘭和下游短接管端配套法蘭分別用螺絲連接起來，吊裝伸縮節(jié)本體至安裝位置，調(diào)整好伸縮節(jié)位置，將伸縮節(jié)兩端法蘭點(diǎn)焊連接在伸縮節(jié)上，至此伸縮節(jié)預(yù)裝完成，伸縮節(jié)和兩端法蘭一起吊至安裝間。

(3)在安裝間焊接平臺(tái)上，檢查伸縮節(jié)壓縮(或伸長)量，保證其符合設(shè)計(jì)要求，之后進(jìn)行法蘭焊接。焊接時(shí)要求4個(gè)焊工對(duì)稱均勻施焊，采用分段退步焊接方法，焊接前對(duì)焊接部位做好焊接標(biāo)價(jià)，焊接過程中要嚴(yán)格按照焊接規(guī)范進(jìn)行操作，密切監(jiān)視焊接質(zhì)量，防止法蘭因焊接受熱不均而變形。

(4)兩端法蘭焊接完成后，法蘭變形應(yīng)在1 mm內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行焊接檢查后，再焊接伸縮節(jié)內(nèi)襯筒。

2.4 進(jìn)水閥上、下游短接管的焊接及檢驗(yàn)

(1)這2條焊縫為一類焊縫，要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施焊，焊條必須按照說明書要求的溫度和時(shí)間進(jìn)行烘焙，并且要有專人負(fù)責(zé)保管。

(2)技術(shù)人員要實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)境溫度、濕度等現(xiàn)場(chǎng)條件以及焊接部位、焊接方法、焊接質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)控，做好記錄。

(3)焊接按順時(shí)針順序進(jìn)行，上半部焊縫先焊內(nèi)側(cè)，下半部焊縫先焊外側(cè)，每道焊縫由4名焊工均勻分布在上下對(duì)稱方向同時(shí)進(jìn)行分段退步施焊，分段長度為300～500mm，層間接頭錯(cuò)開30～50mm，4個(gè)人的焊接速度一致。焊完一層，焊下一層前將前一層的焊道雜物清理干凈，打磨掉滲碳層。焊滿1/3～1/2坡口深度后在背面清根并焊滿，然后焊滿另一面焊縫。

(4)焊接完的焊縫要嚴(yán)格進(jìn)行焊縫外觀檢查、無損檢測(cè)以保證焊接質(zhì)量。在進(jìn)行焊縫外觀檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)裂紋、表面夾渣、未焊滿、表面氣孔、飛濺、焊瘤等缺陷，咬邊最大深度小于0.5 mm，連續(xù)長度最大80 mm，滿足規(guī)范要求;在進(jìn)行100%超聲波探傷時(shí)未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，達(dá)到BI級(jí)合格要求。

2.5 操作控制系統(tǒng)的安裝

操作控制系統(tǒng)分為液壓站操作系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。液壓站系統(tǒng)由液壓站、油缸組件、油路切換控制組件、不銹鋼無縫鋼管、高壓膠管等組成，電氣控制系統(tǒng)由控制柜、電動(dòng)機(jī)、操作開關(guān)等附件組成。在安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸安裝。在操作管路焊接時(shí)用氬弧焊焊接，防止出現(xiàn)夾渣，整個(gè)管路系統(tǒng)焊接完畢后拆除清洗，用高壓氣吹掃，再用干凈的白布拉洗后裝回。在操作控制部分安裝完后，就可澆筑基礎(chǔ)等二期混凝土，為調(diào)試做準(zhǔn)備。

2.6 進(jìn)水閥系統(tǒng)的整體調(diào)試

在進(jìn)水閥及其附屬設(shè)備全部安裝完成并檢查合格后，在廠家人員在場(chǎng)的情況下進(jìn)行注油和調(diào)試。

(1)進(jìn)行控制回路的檢查和單體單點(diǎn)調(diào)試，以保證控制回路電源、接線、元件的正常和完好。

(2)液壓系統(tǒng)調(diào)試和參數(shù)整定。檢查油位和傳感器等，指示正常;點(diǎn)動(dòng)油泵查看，正常。隨后進(jìn)行工作油泵、備用油泵的啟/停和報(bào)警參數(shù)的調(diào)試設(shè)置。液壓站工作油泵啟動(dòng)壓力整定為14.5 MPa，停泵壓力整定為17.0 MPa;液壓站備用油泵啟動(dòng)壓力整定為14.0 MPa，停泵壓力整定為17.0 MPa，同時(shí)發(fā)出油壓低信號(hào);液壓站事故低油壓壓力整定為13.5 MPa，同時(shí)控制面板上液壓故障燈亮，發(fā)出事故低油壓信號(hào);液壓站壓力過高壓力整定為17.5 MPa，發(fā)出壓力過高信號(hào);液壓站組合閥溢流閥動(dòng)作整定為18.0 MPa。將油壓打至17.0 MPa額定油壓進(jìn)行保壓試驗(yàn)，系統(tǒng)無漏油等異?，F(xiàn)象。

(3)進(jìn)水閥流程和持續(xù)動(dòng)作進(jìn)行調(diào)試。先進(jìn)行鎖定、旁通閥、進(jìn)水閥單點(diǎn)開關(guān)調(diào)試正常，各接近開關(guān)位置調(diào)整到位;再進(jìn)行進(jìn)水閥開關(guān)流程調(diào)試，緊急關(guān)閥動(dòng)作調(diào)試，先后動(dòng)作5次，各流程都正常動(dòng)作，模擬遠(yuǎn)控和現(xiàn)地操作進(jìn)水閥均正常動(dòng)作;檢修密封和機(jī)械鎖定投退接近開關(guān)，位置適當(dāng)，信號(hào)動(dòng)作正常;在調(diào)試期間檢查油泵，油泵切換正常。

(4)調(diào)試進(jìn)水閥的事故低油壓時(shí)的動(dòng)作情況。該電站進(jìn)水閥液壓站儲(chǔ)氣罐共4個(gè)，分別進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 儲(chǔ)能罐測(cè)試結(jié)果

從測(cè)試結(jié)果看，2種工作模式下都完成了至少1次由開到關(guān)或由關(guān)到開的操作，能在電站全廠失電的極端情況下完成1次進(jìn)水閥的關(guān)閉或開啟，完全滿足要求。

3 結(jié)束語

進(jìn)水閥液壓油和廠家人員在進(jìn)水閥正式安裝前就已到位。按照這種安裝方法，1臺(tái)進(jìn)水閥的安裝在1周內(nèi)就可完成，加上調(diào)試時(shí)間，10 d內(nèi)可完成1臺(tái)進(jìn)水閥的無水調(diào)試;經(jīng)過周密安排，3臺(tái)進(jìn)水閥在不到20 d的時(shí)間內(nèi)全部完成了無水調(diào)試，達(dá)到了預(yù)期目的。

這種快速的水輪機(jī)進(jìn)水閥安裝方法是在對(duì)安裝關(guān)鍵控制點(diǎn)非常清楚，對(duì)設(shè)備各個(gè)部件配合很了解的情況下進(jìn)行的，在安裝前要做大量的技術(shù)準(zhǔn)備工作。該安裝方法通過在該電站的實(shí)踐檢驗(yàn)，被證明是可行的，其應(yīng)用可縮短水電站施工工期。

［1］GB 8564—2003，水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB/T 14478—1993，大中型水輪機(jī)進(jìn)水閥門基本技術(shù)條件［S］.

［3］SL 36—2006，水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件［S］.