胡鑫凡 雷 霆 秦留生

(黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 河南鄭州 450003)

1 工程概述

烏江銀盤(pán)水電站位于重慶市武隆縣境內(nèi)，是烏江干流規(guī)劃的第十一級(jí)梯級(jí)水電站，上游接彭水水電站尾水，下游為規(guī)劃的白馬航電樞紐電站梯級(jí)，是兼顧彭水水電站的反調(diào)節(jié)任務(wù)和渠化航道的大型水利樞紐工程。水電站規(guī)劃安裝4臺(tái)單機(jī)容量為150MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量為600MW，多年平均發(fā)電量27.08億kW·h。該項(xiàng)目以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)的水電站樞紐工程［1］。

本電站在電網(wǎng)中除承擔(dān)基荷外，還將承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的任務(wù)。電站按無(wú)人值班、少人值守設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電站的遠(yuǎn)方運(yùn)行控制、調(diào)節(jié)和管理。

該工程于2005年8月開(kāi)始進(jìn)行前期準(zhǔn)備工程建設(shè)，第一臺(tái)機(jī)組于2011年5月25日正式并網(wǎng)發(fā)電。

2 水輪發(fā)電機(jī)組基本參數(shù)

2.1 水輪機(jī)

型號(hào)ZZ—LH—860;最大水頭Hmax=35.12m;最小水頭Hmin=13m;額定水頭He=26.5m;額定功率152.6MW;額定流量632m3/s;額定轉(zhuǎn)速83.3r/min［2］。

水輪機(jī)安裝及其特點(diǎn):①轉(zhuǎn)輪室由上環(huán)、中環(huán)、下環(huán)三部分組成，加工后分瓣運(yùn)往工地組拼，現(xiàn)場(chǎng)配加強(qiáng)筋焊接成整體，同時(shí)調(diào)整其圓度及高程;②支持蓋、大軸與轉(zhuǎn)輪構(gòu)成一個(gè)單元進(jìn)行吊裝，連軸前，轉(zhuǎn)輪利用臨時(shí)支撐懸掛在支持蓋上，再通過(guò)支持蓋將其掛裝在頂蓋上;③水導(dǎo)主軸密封與水導(dǎo)軸承位于支持蓋內(nèi)，主軸密封、水導(dǎo)軸承部件須在機(jī)組盤(pán)車(chē)后將瓦架吊起，再進(jìn)行安裝;④連軸采用廠家提供專(zhuān)用手動(dòng)液壓棘輪扳手;⑤受油器采用浮動(dòng)瓦結(jié)構(gòu)，以防止操作油管磨損和燒瓦現(xiàn)象。

2.2 水輪發(fā)電機(jī)

型號(hào)SF150—72/14140;額定容量166.7MV·A;額定功率150MW;額定電壓13.8kV;額定功率因數(shù) (滯后)0.9;額定效率98.4%;發(fā)電機(jī)采用空氣冷卻方式［3］。

發(fā)電機(jī)安裝及特點(diǎn):①發(fā)電機(jī)定子采用現(xiàn)場(chǎng)組裝疊片熱壓工藝，鐵芯總高 1578mm，直徑14140mm，定子總重217t;②發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用無(wú)軸結(jié)構(gòu)，主要由中心體、圓盤(pán)支架、磁軛和磁極組成，轉(zhuǎn)子上部與上端軸相連，下部與發(fā)電機(jī)軸相連，連接方式均采用法蘭連接，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外徑13356mm，轉(zhuǎn)子磁軛高度1818mm，整體轉(zhuǎn)子總重為505t，采用專(zhuān)用起吊工具進(jìn)行吊裝;③發(fā)電機(jī)為立軸半傘式結(jié)構(gòu)，設(shè)有上導(dǎo)和下導(dǎo)軸承，推力軸承設(shè)在轉(zhuǎn)子的下部，由下機(jī)架支撐;軸承均采用透平油進(jìn)行潤(rùn)滑，下導(dǎo)軸承與推力軸承分開(kāi)設(shè)置;推力軸承油冷卻器設(shè)在油槽外部，上導(dǎo)和下導(dǎo)軸承油冷卻器設(shè)在油槽內(nèi)部，由電站技術(shù)供水系統(tǒng)提供的水進(jìn)行冷卻;④采用電動(dòng)盤(pán)車(chē)方式，主要校正推力軸承受力、發(fā)電機(jī)軸與水輪機(jī)軸同心度、轉(zhuǎn)子擺度、各部軸承擺度、集電環(huán)擺度、定轉(zhuǎn)子空氣間隙、轉(zhuǎn)輪擺度、轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室間隙及受油器操作油管擺度等。

3 針對(duì)該機(jī)組特點(diǎn)采取的質(zhì)量控制措施

水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備安裝階段質(zhì)量控制的主要依據(jù)是《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》(GB 8564—2003)及制造廠家的水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。以過(guò)程控制為主，對(duì)重點(diǎn)部位、關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站監(jiān)督。在工程監(jiān)理的過(guò)程中，對(duì)主要設(shè)備安裝的所有作業(yè)進(jìn)行全過(guò)程、全方位的監(jiān)督、檢查與控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)安裝質(zhì)量的有效控制。

3.1 事前控制［4～6］

(1)對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和材料進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。

1)首先要求安裝單位在人員配備、施工組織管理、檢測(cè)程序、方法、手段等各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，明確對(duì)到貨設(shè)備的質(zhì)量要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做到對(duì)未經(jīng)檢驗(yàn)的材料不允許用于本工程的施工過(guò)程中，質(zhì)量達(dá)不到要求的材料及時(shí)清退出場(chǎng)。

2)設(shè)備到貨后，有專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師參與開(kāi)箱檢查，主要對(duì)其到貨名稱(chēng)、規(guī)格和尺寸、數(shù)量及合格證進(jìn)行驗(yàn)收，如有發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和缺件現(xiàn)象，立即通知業(yè)主與制造廠家聯(lián)系解決，如業(yè)主委托安裝單位處理 (制造缺陷)，安裝單位需上報(bào)設(shè)備缺陷的處理措施并經(jīng)廠家認(rèn)可和專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師審批后方能實(shí)施，以確保工程質(zhì)量。

3)設(shè)備的存放必須符合廠家技術(shù)要求和相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)精密元件及貴重設(shè)備需庫(kù)存放置，對(duì)貨物的存放合理安排，并且有明確的標(biāo)示，以防混用，并且有專(zhuān)人進(jìn)行監(jiān)管。對(duì)存放在露天堆放的設(shè)備必須做到防雨、防曬措施且應(yīng)用枕木將設(shè)備墊高，堆放場(chǎng)地必須砌筑臨時(shí)圍墻和布置排水溝。

4)對(duì)施工單位自行購(gòu)置的材料、焊條等均要提供合格證及其相關(guān)監(jiān)測(cè)資料供專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師審查后方能使用，堅(jiān)決制止以劣代優(yōu)，以次充好的現(xiàn)象發(fā)生，保證原材料的合格性。

(2)審批安裝單位提交的施工組織設(shè)計(jì)、單項(xiàng)工程的施工措施、施工工藝方案，以確保安裝工程質(zhì)量有可靠的技術(shù)保障。

(3)檢查各種檢測(cè)儀表、量具是否準(zhǔn)確有效。

(4)審查或查驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的崗位操作資質(zhì)，堅(jiān)決杜絕無(wú)證上崗。

(5)安裝單位在安裝設(shè)備前，應(yīng)對(duì)機(jī)組安裝使用的控制點(diǎn)線進(jìn)行檢查并提供相關(guān)資料，經(jīng)監(jiān)理工程師審查后方能進(jìn)入工序施工，做到嚴(yán)格控制，發(fā)現(xiàn)偏差立即糾正。

(6)土建移交機(jī)電安裝工作面時(shí)，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行認(rèn)證檢查，達(dá)到工作面移交條件后，由監(jiān)理工程師、土建單位代表、機(jī)電安裝單位代表進(jìn)行工作面會(huì)簽移交手續(xù);對(duì)于土建單位在此工作面上還有工作未完成的或必須在機(jī)電安裝完成后才能進(jìn)行的工作面，在機(jī)電安裝完成并監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后以同樣的移交方式立即返交土建單位進(jìn)行施工。

3.2 過(guò)程控制［4～6］

(1)對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站監(jiān)理。對(duì)設(shè)備安裝的重要部位或有特殊工藝要求的安裝部件，監(jiān)理人員進(jìn)行全過(guò)程旁站監(jiān)理，以便對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理。如:發(fā)電機(jī)定子支架、轉(zhuǎn)子支架的焊接質(zhì)量不符合要求，其返工工程量大，且返工后不但影響安裝工期，還影響永久設(shè)備的質(zhì)量;又如水導(dǎo)瓦與主軸的間隙調(diào)整，此間隙要求0.46～0.52mm，其裝配精度要求較高，裝配難度大，又因?yàn)樗畬?dǎo)軸承在支持蓋底部，裝配空間較小，操作極為不便。對(duì)此，水導(dǎo)軸承的裝配對(duì)其進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)理，隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)要求安裝單位進(jìn)行整改，從而消除了安裝可能發(fā)生的質(zhì)量隱患，保證機(jī)組的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

(2)安裝過(guò)程主抓重點(diǎn)、臨界項(xiàng)目。根據(jù)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組安裝工程的特點(diǎn)和技術(shù)要求，從實(shí)際出發(fā)，確定監(jiān)理質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目和臨界項(xiàng)目。對(duì)于安裝工程重點(diǎn)部位，如底環(huán)的安裝過(guò)程中，轉(zhuǎn)輪室與底環(huán)的同軸度，底環(huán)的平面度、底環(huán)的安裝高程、底環(huán)與座環(huán)連接法蘭的預(yù)緊力等要進(jìn)行認(rèn)真的檢查測(cè)量，嚴(yán)格按照規(guī)范和廠家的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)收。對(duì)于臨界項(xiàng)目，如轉(zhuǎn)子的吊裝，安裝單位要申報(bào)吊裝技術(shù)方案和安全措施，并經(jīng)監(jiān)理工程師進(jìn)行審批后執(zhí)行，同時(shí)吊裝前要對(duì)轉(zhuǎn)子所有工序必須驗(yàn)收合格，對(duì)吊裝前定子各項(xiàng)工作進(jìn)行檢查簽字后再進(jìn)行吊裝，實(shí)行對(duì)工序交接檢查，避免不同工序、工種交接時(shí)將質(zhì)量隱患帶入下一道工序。

(3)全過(guò)程監(jiān)理，數(shù)據(jù)說(shuō)話。監(jiān)理工程師對(duì)項(xiàng)目工程實(shí)施全過(guò)程監(jiān)理，根據(jù)國(guó)家規(guī)范、合同文件及設(shè)計(jì)技術(shù)要求為依據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，用測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)判斷工程質(zhì)量。如機(jī)架安裝高程和水平是否在設(shè)計(jì)技術(shù)要求范圍之內(nèi)，如果不在技術(shù)要求允許范圍之內(nèi)，發(fā)現(xiàn)后立即以現(xiàn)場(chǎng)指令形式通知施工單位重新進(jìn)行調(diào)整，以保證設(shè)備安裝質(zhì)量。

(4)加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，規(guī)范施工工序，實(shí)行“三檢”制度。安裝施工單位在施工過(guò)程中對(duì)每道工序必須執(zhí)行“三檢”制度，必須有安裝單位質(zhì)監(jiān)部門(mén)專(zhuān)職質(zhì)檢員簽字確認(rèn)和廠家代表簽字確認(rèn)后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽字認(rèn)定后方可進(jìn)行下道工序施工。如果安裝單位沒(méi)有進(jìn)行“三檢”或沒(méi)有廠家代表簽字，監(jiān)理人員拒絕驗(yàn)收。

(5)案例。

1)事件描述:安裝單位在進(jìn)行1號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組盤(pán)車(chē)后調(diào)整軸線時(shí)發(fā)現(xiàn)“下機(jī)架中心發(fā)生位移，導(dǎo)致軸線偏離中心1.5mm”。

2)事件調(diào)查及分析:在發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后，監(jiān)理工程師首先組織專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師、安裝單位、廠家代表對(duì)下機(jī)架定位銷(xiāo)進(jìn)行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)定位銷(xiāo)與銷(xiāo)軸孔之間有一定間隙。由于下機(jī)架根據(jù)廠家提供安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)工藝要求必須進(jìn)行預(yù)裝，預(yù)裝后澆筑下機(jī)架支墩，待混凝土達(dá)到安裝要求后在進(jìn)行安裝復(fù)位，由于銷(xiāo)釘孔與銷(xiāo)軸之間有一定間隙可能導(dǎo)致了復(fù)位的偏差。

3)事件處理情況:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果及初步原因分析，監(jiān)理工程師立即將上述情況匯報(bào)業(yè)主。次日，由業(yè)主主持安裝單位、監(jiān)理單位、廠家代表以及專(zhuān)家組相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行探討。安裝單位認(rèn)為:“對(duì)下機(jī)架中心重新找正，下機(jī)架安裝精度達(dá)設(shè)計(jì)要求后，鉆鉸錐銷(xiāo)孔裝配定位銷(xiāo)，以確保整個(gè)下機(jī)架精確定位?！睆S家代表認(rèn)為:“下機(jī)架中心發(fā)生位移，使得推力鏡板與推力軸承將不同心，可能導(dǎo)致瓦的受力不均，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件保持同心對(duì)于機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定是非常重要的，偏心將可能會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)測(cè)的現(xiàn)象，廠家設(shè)計(jì)同意下機(jī)架鉆鉸錐銷(xiāo)孔裝配定位銷(xiāo)?！北O(jiān)理單位認(rèn)為:“1號(hào)發(fā)電機(jī)下機(jī)架中心發(fā)生了偏移，偏移情況為偏+X方向1.5mm，該結(jié)果大大超出了《發(fā)電機(jī)安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》的0.03mm的要求值，不能滿足機(jī)組正常運(yùn)行，同意施工單位和廠家設(shè)計(jì)提出的下機(jī)架鉆鉸錐銷(xiāo)孔裝配定位銷(xiāo)的意見(jiàn)?！弊詈蠼?jīng)各單位認(rèn)真討論達(dá)成同意意見(jiàn):“利用500t同步液壓千斤頂和限位裝置，將下機(jī)架進(jìn)行推移，保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求，重新找正后下機(jī)架鉆鉸錐銷(xiāo)孔裝配定位銷(xiāo)，以確保整個(gè)下機(jī)架精確定位?！?/p>

3.3 事后驗(yàn)收［4～6］，及時(shí)處理質(zhì)量問(wèn)題

單元工程或分部工程、分項(xiàng)工程施工完畢后，監(jiān)理工程師及時(shí)按照相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，對(duì)所完工的工程質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收并對(duì)單元工程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。

安裝過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，監(jiān)理工程師根據(jù)具體情況做出相應(yīng)的處理，對(duì)重大質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)與有關(guān)參建方進(jìn)行討論，并提出合理可行的處理意見(jiàn)或方案。同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵部位發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，以書(shū)面通知方式通知安裝單位進(jìn)行及時(shí)整改，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)行跟蹤處理，取得最終質(zhì)量保證。

質(zhì)量控制中最后的補(bǔ)救措施是事后驗(yàn)收。通過(guò)事后驗(yàn)收，對(duì)安裝中存在的質(zhì)量缺陷或質(zhì)量隱患，監(jiān)理工程師以書(shū)面通知方式要求安裝單位立即進(jìn)行整改，及時(shí)處理問(wèn)題，從而既保證了施工質(zhì)量，又不影響施工工期進(jìn)度，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

4 監(jiān)理效果

通過(guò)監(jiān)理工程師對(duì)機(jī)組安裝各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照廠家設(shè)計(jì)要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工序檢查，對(duì)不合格部件不能使用，對(duì)不合格工序進(jìn)行整改，杜絕隱患施工，首臺(tái)機(jī)組調(diào)試運(yùn)行工作順利完成，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)范圍。這充分顯示了監(jiān)理工作在施工質(zhì)量控制中的重要性，也證明了監(jiān)理工程師提出的質(zhì)量控制措施是行之有效的。表1為機(jī)組不同轉(zhuǎn)速時(shí)各部振動(dòng)、擺度值，表2為機(jī)組額定轉(zhuǎn)速工況各部位溫度記錄。

表1 機(jī)組不同轉(zhuǎn)速時(shí)各部振動(dòng)、擺度值

表2 額定轉(zhuǎn)速工況各部位溫度記錄表

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，監(jiān)理工程師提出的“事前控制、過(guò)程控制、事后驗(yàn)收”的質(zhì)量控制措施是行之有效的，在年度考評(píng)中連續(xù)五年被評(píng)為國(guó)家樣板工地，從質(zhì)量控制方面收獲了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，尤其是為公司在軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組安裝監(jiān)理工作填充了空白。烏江銀盤(pán)水電站第一臺(tái)機(jī)組通過(guò)安裝單位的精心施工、監(jiān)理工程師的有效質(zhì)量控制，順利完成了72h的試運(yùn)行并成功并網(wǎng)發(fā)電。

1 詹金環(huán)，陳超敏，饒志文.烏江銀盤(pán)水電站施工導(dǎo)流規(guī)劃與設(shè)計(jì) ［J］.人民長(zhǎng)江，2008，39(4)

2 重慶銀盤(pán)水電站水輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū) ［DL］.浙江富春江水電設(shè)備股份有限公司技術(shù)文件.百度文庫(kù)，2010，04

3 重慶銀盤(pán)水電站4×150MW立軸半傘式水輪發(fā)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū) ［DL］.浙江富春江水電設(shè)備股份有限公司技術(shù)文件.百度文庫(kù)，2010，04

4 強(qiáng)健.機(jī)電安裝工程監(jiān)理實(shí)務(wù) ［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008

5 陳慧忠，姜和平，陳昌杰.水利水電工程監(jiān)理實(shí)施細(xì)則范例［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2005

6 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司.三峽700MW水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006