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        小溝電站立軸四噴嘴沖擊式水輪機配水環(huán)管安裝

        2014-05-16 09:10:12張建國
        水電站機電技術(shù) 2014年2期
        關(guān)鍵詞:水壓試驗水輪機法蘭

        張建國

        (廣東省水電集團有限公司,廣東 廣州 511340)

        小溝電站立軸四噴嘴沖擊式水輪機配水環(huán)管安裝

        張建國

        (廣東省水電集團有限公司,廣東 廣州 511340)

        小溝水電站安裝的立軸四噴嘴沖擊式水輪發(fā)電機組,裝機容量2伊27.5MW,額定水頭938m,是國內(nèi)目前水頭特高的立軸沖擊式機組之一。其配水環(huán)管安裝是整個水輪機埋件安裝的重點和難點,本文對配水環(huán)管的安裝、調(diào)整和水壓試驗作詳細的敘述,供今后同類機型安裝時參考。

        小溝電站;立軸四噴嘴沖擊式水輪機;配水環(huán)管;安裝

        1 工程概述

        小溝電站位于四川省甘孜州康定縣孔玉鄉(xiāng)境內(nèi),電站廠房距康定縣城90km,電站引用大渡河左岸一級小支流野牛溝及野牛溝兩條支溝徑流發(fā)電,為引水式開發(fā),上與雞心梁子電站尾水相銜接,下與大渡河干流長河壩電站水庫淹沒回水相銜接。

        電站總裝機容量為2×27.5MW,機組由重慶立菘電機設(shè)備有限公司設(shè)計、制造,廣東水電二局股份有限公司承擔安裝,水輪機基本技術(shù)參數(shù)如下∶

        圖1 水輪機結(jié)構(gòu)

        2 配水環(huán)管主要部件技術(shù)參數(shù)及安裝技術(shù)要求

        2.1 配水環(huán)管主要部件及參數(shù)

        小溝電站配水環(huán)管分為7段,自水流方向排序,依次為大叉管、直管、中叉管、彎管、小叉管、直管和最后一段進入噴嘴前的彎管等組焊而成(見下頁圖2),其主要部件參數(shù)見表1。

        表1 配水環(huán)管主要部件及參數(shù)

        圖2 配水環(huán)管布置

        2.2 安裝技術(shù)要求(表2)

        表2 安裝技術(shù)要求

        3 配水環(huán)管安裝主要程序

        4 配水環(huán)管安裝主要步驟及要點

        4.1 安裝條件和準備

        機殼安裝好后澆注完下段混凝土及配水環(huán)管支墩澆注完成,并具備足夠的強度。穩(wěn)水柵安裝完成,安裝用測量平臺焊制完成,做好測量控制點并標記清楚。準備好安裝所需材料,工、器具,電源及充分的技術(shù)準備。組織所有安裝人員進行相關(guān)培訓(xùn),熟悉安裝內(nèi)容、安裝方法及技術(shù)要求。

        4.2 配水環(huán)管基礎(chǔ)安裝

        在配水環(huán)管的腳板和腳板周圍,預(yù)埋足夠的槽鋼、工字鋼,腳板與腳板之間相互連接,成為剛性基礎(chǔ)。

        4.3 叉管吊裝

        依次將主配水環(huán)管的大、中、小叉管和最后一段進入噴嘴前的彎管(以下簡稱彎管)按圖紙要求就位。同時分別用水平儀校正大、中、小叉管和最后一段進入噴嘴前的彎管與噴嘴聯(lián)接的法蘭平面的垂直度和水平度,該垂直度和水平度要求達到0.05mm/m。同時,通過儀器(經(jīng)緯儀或相關(guān)測量工具)、鋼琴線和楔子板在現(xiàn)場確定大、中、小叉管和彎管法蘭的軸心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓的位置偏差(水平偏差和垂直偏差)達到標準要求。校正偏差后,將大、中、小叉管和彎管與基礎(chǔ)、基礎(chǔ)鋼筋初步搭焊牢。

        4.4 射流軸線偏差-安裝尺寸檢查

        上述工作完成后,再檢查大、中、小叉管和彎管法蘭的軸心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓的位置偏差(水平偏差和垂直偏差),其偏差不超過±1.0mm。

        依次將1號、2號、3號、4號噴嘴,分別與大、中、小叉管和最后一段進入噴嘴前的彎管裝配、調(diào)整好。

        測量噴嘴射流中心與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓直徑的軸向偏差,其偏差不超過±1.0mm,如不符合要求,則應(yīng)調(diào)整叉管或彎管法蘭位置直到達到要求為止。

        4.5 叉管固定

        符合以上安裝數(shù)據(jù)要求后,將配水管的腳板與基礎(chǔ)板焊牢。同時環(huán)管與基礎(chǔ)鋼筋拉緊,加固好。

        4.6 大、中、小叉管和彎管的混凝土澆注

        澆注大、中、小叉管和彎管的混凝土,以充分增加噴嘴段的剛性。澆注凝固期達到后,再檢查大、中、小叉管和彎管法蘭的軸心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓的位置偏差(水平偏差和垂直偏差)是否偏離標準要求,如有偏差,立即與設(shè)計單位或制造廠家聯(lián)系,以決定解決方案。

        4.7 補償管配裝及焊接、探傷、檢查

        上述檢查合格后,再按圖紙要求進行補償管的配裝,焊接完成后,按圖紙要求檢查補償管焊縫的焊接質(zhì)量。

        焊條選用∶環(huán)管材料為Q345R,選用焊條牌號CHE507,規(guī)格 φ3.2mm、φ4mm。

        焊條保管∶焊前按要求進行烘焙,并按JB3228《焊條質(zhì)量管理規(guī)程》進行管理、發(fā)放和使用。

        焊接人員∶由具有豐富施工經(jīng)驗和焊接技能的專業(yè)人員施焊,持證上崗。

        變形量監(jiān)測∶焊接過程中,噴嘴法蘭處,由專人負責監(jiān)測、控制。

        焊前檢查及清理∶施焊前將坡口及坡口兩側(cè)各50~100mm范圍內(nèi)的毛刺、鐵銹、油污、氧化皮等清除干凈,焊縫坡口打磨直至露出金屬光澤,每一層焊道焊完后及時清理干凈,檢查合格后再焊。

        定位焊∶位置距焊縫端部30mm以上,其長度以100mm左右為宜,厚度不超過正式焊縫高度的1/2,最厚不超過8mm。

        環(huán)縫焊接∶由2名焊工,采用分段、對稱、退步、窄道焊接法。

        無損探傷∶焊接完成24h以后進行無損探傷,探傷比例∶100%UT。

        5 配水環(huán)管的水壓試驗

        為了有效消除配水環(huán)管在工廠及現(xiàn)場焊接施工的內(nèi)部應(yīng)力,檢驗其強度,對焊接調(diào)整完的配水環(huán)管進行水壓試驗,并要求緩慢均勻加壓。將試驗電動泵接在配水環(huán)管進水總管口法蘭,試驗按步驟進行升壓、保壓、降壓,試驗過程作好詳細記錄,包括壓力值、時間、配水環(huán)管的變形值等。

        配水環(huán)管安裝、焊接、探傷、清理完成等工作完成后,連接噴針法蘭悶蓋,連接內(nèi)支撐,安裝配水環(huán)管進口法蘭處悶蓋。將試壓設(shè)備及管路、表計等安裝好,試壓設(shè)備采用SY25試壓泵。

        進水總管安裝完成后,進行水壓試驗,試水壓力14.9MPa,持續(xù)30min,不得有滲漏現(xiàn)象。

        配水環(huán)管內(nèi)充水,分級升壓∶按0MPa、3MPa、6.0MPa、9.0MPa、12.0MPa、13.5MPa、14.9MPa,升壓過程中,各級間保壓15min,進行觀察,無異常后再繼續(xù)升壓。升壓至14.9MPa觀察無滲漏及異常后,降壓至13.5MPa,再觀察15min,無異常后重新升壓至14.9MPa,保壓60min,檢查各焊縫及法蘭等是否有滲漏。

        經(jīng)試壓無任何異常后,進行泄壓,過程與升壓過程相反。

        6 配水環(huán)管保壓澆注混凝土

        加固∶裝上16個拉緊器,并與16個錨環(huán)聯(lián)接。對稱方向擰緊拉緊器,并加焊其他拉筋,使其定位。對配水環(huán)管再次升壓到10MPa,澆筑混凝土,各法蘭架設(shè)百分表監(jiān)測變形。

        混凝土澆筑過程中,測量記錄各百分表的讀數(shù),根據(jù)變形情況調(diào)整澆筑順序。監(jiān)測水壓值,應(yīng)保持在10.0±0.5MPa,由于混凝土的溫度變化,需要進行排壓和升壓調(diào)整。混凝土強度達70%后,排除水壓。

        7 綜合檢測成果及水壓試驗曲線

        7.1 綜合檢測成果(表3)

        表3 綜合檢測數(shù)據(jù)

        7.2 水壓試驗曲線(圖3)

        圖3 水壓試驗曲線

        8 結(jié)語

        小溝電站立式四噴嘴水輪機屬于特高水頭機型,國內(nèi)這方面的施工經(jīng)驗不多見,施工安裝具有一定的難度和較高的技術(shù)要求。我們根據(jù)實際情況,進行了認真分析研究,制定出上述的安裝及調(diào)整方法,保證了安裝施工的質(zhì)量,在澆混凝土后,所有控制尺寸的最終數(shù)值、精度誤差均小于給定的允許值。整個安裝、調(diào)整工作順利,保證了施工工期,機組啟動運行,穩(wěn)定可靠,取得了較好的效果。

        TK738

        B

        1672-5387(2014)02-0042-04

        2013-12-03

        張建國(1966-),男,高級工程師,從事水電站機組安裝施工技術(shù)及管理。

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