黃運(yùn)福

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

淺談清蓄電站調(diào)速器管路安裝工藝

黃運(yùn)福

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

抽水蓄能機(jī)組調(diào)速器管路數(shù)量多且路徑復(fù)雜，在管路安裝過(guò)程中易出現(xiàn)交叉、沖突問(wèn)題，影響管路觀感質(zhì)量，清遠(yuǎn)蓄能電站在調(diào)速器管路系統(tǒng)施工前期，通過(guò)采用三維設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行二次工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效減少管路的交叉、沖突問(wèn)題，同時(shí)，針對(duì)管路特點(diǎn)選用多層式結(jié)構(gòu)塑料管夾和承插焊接式管件，有效提高了管路的觀感質(zhì)量和施工質(zhì)量，本文重點(diǎn)對(duì)管路的優(yōu)化和安裝進(jìn)行說(shuō)明，以供同類(lèi)工程借鑒。

調(diào)速器；小管路；敷設(shè)；觀感質(zhì)量

1 概述

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站裝有4臺(tái)立式單級(jí)水泵水輪機(jī)-發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)組，單機(jī)容量為320 MW，機(jī)組的調(diào)速器采用的是ALSTOM的PID數(shù)字式電液調(diào)速器，它由電氣控制柜、調(diào)速器箱（油壓裝置、油箱、液壓控制閥等）和壓力油罐等主要部件組成。

由于抽水蓄能機(jī)組工況較為復(fù)雜，調(diào)速器需要控制較多附屬設(shè)備，管路系統(tǒng)比較復(fù)雜。大體上，該電站的調(diào)速器管路系統(tǒng)可為兩部分：①連接調(diào)速器本體和導(dǎo)葉接力器的操作管路，用于控制導(dǎo)葉開(kāi)關(guān)，管徑較大，數(shù)量少；②根據(jù)抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行工況的需要設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，連接調(diào)速器本體和液壓操作閥、液壓控制閥的管路，沿著水輪機(jī)的各液壓操作設(shè)備進(jìn)行敷設(shè)，管徑小，數(shù)量多，總長(zhǎng)度約有1 550 m，全部采用不銹鋼管。

由于管路數(shù)量較大，在安裝時(shí)常常與其他設(shè)備和管路發(fā)生沖突、交叉等現(xiàn)象，影響管路布置觀感質(zhì)量。另外，調(diào)速器管路焊縫數(shù)量多，采用傳統(tǒng)的管路對(duì)口焊接時(shí)，易出現(xiàn)焊瘤問(wèn)題，焊接質(zhì)量較差，在高油壓情況下易出現(xiàn)漏油。

2 安裝工藝控制措施

為提高調(diào)速器管路的觀感質(zhì)量和施工質(zhì)量，制訂了以下工藝控制措施：

（1）施工前，根據(jù)圖紙繪制管路敷設(shè)三維圖，提前分析、優(yōu)化調(diào)速器管路敷設(shè)路徑，做好二次設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少施工時(shí)管路交叉沖突的影響，提高管路的整體觀感質(zhì)量。

（2）選用有多層結(jié)構(gòu)的塑料管夾，與管路布置二次設(shè)計(jì)工藝相配合，合理采用管路的多層敷設(shè)方式，減少管路的敷設(shè)面積，使管路布置更加緊湊、整齊、美觀。

（3）管路的連接采用承插焊接式管件，取消管路對(duì)口焊接方式。

（4）加強(qiáng)管路制作、安裝和油循環(huán)的管控，保證施工質(zhì)量。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化

在施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)た爆F(xiàn)場(chǎng)，繪制管線三維圖，確認(rèn)與其他設(shè)備、管路、橋架是否有交叉、沖突等情況，結(jié)合施工工藝對(duì)管路安裝進(jìn)行二次設(shè)計(jì)調(diào)整，要求應(yīng)滿足以下：

（1）管路敷設(shè)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合理的走向路徑，但不得影響其相鄰主體設(shè)備、管路的運(yùn)行、操作和檢修。

（2）管路走向應(yīng)橫平豎直，路徑應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相符合，盡量以最短路徑進(jìn)行敷設(shè)。

（3）盡量減少管路活接頭，避免接頭油滲漏，考慮后續(xù)維修時(shí)拆卸需求進(jìn)行合理布置。

（4）集中敷設(shè)，管路數(shù)量較多的區(qū)域采用多層管路敷設(shè)，提高空間利用率。

（5）統(tǒng)一走向，管路應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)相平行，不應(yīng)影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體觀感質(zhì)量。

4 路線測(cè)量定位

路線測(cè)量定位是指確定管路的安裝參考基準(zhǔn)中心線，由于圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況會(huì)有偏差，在劃線時(shí)須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行必要調(diào)整。首先，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)依據(jù)安裝好的設(shè)備接口法蘭或接頭中心設(shè)置，確保管路能與設(shè)備相連接；然后按圖紙或優(yōu)化后的路徑測(cè)量、劃線，如果空間狹窄不滿足管路安裝要求，可對(duì)間距微調(diào)整。注意，基準(zhǔn)線的水平度和垂直度應(yīng)不大于3 mm/m，全長(zhǎng)不超過(guò)10 mm；位置偏差和高程偏差不應(yīng)大于10 mm。

5 管架制作安裝

管架可以說(shuō)是管路成形的關(guān)鍵，其安裝質(zhì)量決定了管路的敷設(shè)觀感質(zhì)量。針對(duì)調(diào)速器管路特點(diǎn)，清蓄電站選用了半鋼性的塑料管架，它主要由管夾和支架組成，支架材料選用槽鋼和角鋼，結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格尺寸可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)確定。管夾選用是具有高強(qiáng)度、多層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的塑料管夾，它由3部分組成：高強(qiáng)度塑料夾件，不銹鋼夾具（夾片和底座）及螺栓（圖1），塑料管夾以塑料塊夾緊管子，避免了剛性接觸，能有效減少管路振動(dòng)。

圖1 調(diào)速器管路管夾示意圖

采用這種型式的管架最大的特點(diǎn)是可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活地制作所需要的管架結(jié)構(gòu)，例如有單獨(dú)敷設(shè)、成排敷設(shè)和多層敷設(shè)等，它的結(jié)構(gòu)具有安全可靠、緊湊、美觀的特點(diǎn)。

在管架制作安裝過(guò)程中，具體要求如下：

（1）管路采用成排敷設(shè)和多層敷設(shè)時(shí)，管子的間距應(yīng)均勻且管間間距應(yīng)大于2 D（D為管路外徑）。

（2）在管子的根數(shù)和敷設(shè)形式確定后，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置支架的具體結(jié)構(gòu)形式，以及長(zhǎng)度和高度。

（3）進(jìn)行支架制作和焊接過(guò)程中應(yīng)注意，在支架底部應(yīng)開(kāi)好用于安裝膨脹螺栓的螺孔，螺孔直徑應(yīng)比膨脹螺栓外徑大2 mm，螺孔采用機(jī)械鉆孔。

（4）管架的安裝，要求管架固定間距應(yīng)均勻，在管路彎曲段、弧形段、管接頭前后等處應(yīng)設(shè)置管架。對(duì)于管徑小于等于φ34 mm管路，管架在水平敷設(shè)時(shí)間距應(yīng)為1.0～1.5 mm，垂直敷設(shè)應(yīng)為1.5～2.0 mm，管徑大于φ34 mm管路，管架間距就為2.0～2.5 mm，但具體操作應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整。

（6）管架的制作，管夾應(yīng)在槽鋼上排列整齊，先點(diǎn)焊固定管夾底座定位、確認(rèn)合格后再正式焊接。對(duì)于相同結(jié)構(gòu)形式的支架應(yīng)統(tǒng)一制作，相互比對(duì)，確保形狀、結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。不銹鋼支座與槽鋼的焊縫應(yīng)飽滿，焊縫打磨平滑后，涂刷防腐漆。

（7）管架的安裝，應(yīng)按測(cè)定的基準(zhǔn)線布置，先裝好始末端和轉(zhuǎn)角處的支架，調(diào)整固定，然后在兩端的支架上拉線，再逐個(gè)地安裝中間的支架。

（8）管架的固定，若管架固定在磚墻或混凝土上，用膨脹螺栓固定，膨脹螺栓間距不應(yīng)大于0.4 m。

（9）管路沿設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，應(yīng)將管架焊接在附屬的鋼結(jié)構(gòu)上，嚴(yán)禁焊接在設(shè)備本體、承壓容器、管路等部位。

（10）管架制作后應(yīng)及時(shí)涂漆防腐。

6 管路的配制

針對(duì)管路對(duì)口焊接時(shí)，易出現(xiàn)焊瘤，影響管路焊接質(zhì)量和觀感質(zhì)量，清蓄電站采用了承插焊接管件。在管路配制，管子直接連接承插焊接式管件，采用氬弧焊對(duì)角焊縫進(jìn)行焊接，省去大量地管路彎制、坡口制作等工作。但需要注意管子清潔度，須保證管口無(wú)毛刺，最好用壓縮氣吹掃干凈，制作后的管子應(yīng)注意對(duì)管口做好臨時(shí)封堵。

承插連接方式僅需對(duì)角焊縫填充焊接即可，焊縫易控制，不會(huì)形成管路內(nèi)部焊瘤，也不需要內(nèi)部充氬氣。

在管路配制時(shí)，應(yīng)遵循先主管后支管、先大管后小管、先上后下、先里后外的原則。管路的下料、制作應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB/T8564的要求。

在管路制作試裝檢查合格后，按圖對(duì)管路做好標(biāo)記，然后拆卸管路準(zhǔn)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)合格應(yīng)逐根做好酸洗、鈍化工作。

7 管路的防腐

為避免在防腐過(guò)程中，油漆飛濺到設(shè)備或墻體上，應(yīng)將管路拆除后逐根刷漆，但如果管路拆卸困難或不易拆卸的，則應(yīng)在做好對(duì)相鄰設(shè)備防護(hù)工作后進(jìn)行涂刷作業(yè)。管路刷漆時(shí)，應(yīng)注意在管口、接頭處做好防護(hù)，防止油漆進(jìn)入管內(nèi)。管路養(yǎng)護(hù)實(shí)干后才能安裝，在吊裝和運(yùn)輸時(shí)不應(yīng)直接用鋼絲繩進(jìn)行吊裝，避免磕碰。

8 管路安裝和試驗(yàn)

待管路油漆干燥硬化后，可進(jìn)行管路回裝。

在管路就位后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支架的固定和調(diào)整。支架安裝應(yīng)整齊、牢固，并與管子接觸良好。活接頭把合連接時(shí)，要求接頭兩端處于自由狀態(tài)，否則可能因密封面把合不嚴(yán)，造成滲漏。

在管路安裝后，進(jìn)行系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力按1.25倍工作壓力進(jìn)行，穩(wěn)壓30 min，壓力不降、無(wú)滲漏為合格。

9 取得成效

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站4臺(tái)機(jī)組的調(diào)速器系統(tǒng)管路2016年5月全部安裝完成，現(xiàn)在已全部投入使用，運(yùn)行狀況良好。從現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量來(lái)看，調(diào)速器的安裝觀感質(zhì)量?jī)?yōu)良，管路排列整齊、布置合理、美觀。見(jiàn)圖2～5。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)施工效果1

圖3 現(xiàn)場(chǎng)施工效果2

圖4 現(xiàn)場(chǎng)施工效果圖3

圖5 現(xiàn)場(chǎng)施工效果圖4

10 結(jié)語(yǔ)

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站的調(diào)速器管路施工過(guò)程所采用的工藝措施，解決了調(diào)速器管路在施工過(guò)程中易與其他設(shè)備管路發(fā)生沖突問(wèn)題，以及焊口焊瘤質(zhì)量問(wèn)題，提高了調(diào)速器的管路系統(tǒng)敷設(shè)的整體施工質(zhì)量和觀感質(zhì)量，進(jìn)一步保障了機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

[1]覃國(guó)茂.冶勒水電站調(diào)速器設(shè)備安裝[J].水利水電科技進(jìn)展，2006，26（S2）：32-34.

[2]馬強(qiáng).小管徑工藝管道的設(shè)計(jì)與安裝[J/OL].城市建設(shè)理論研究，2015（9）.

[3]GB/T 8564-2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

TK730.6

B

1672-5387（2017）10-0056-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.019

2017-07-21

黃運(yùn)福（1983-），男，工程師，從事水電站機(jī)組安裝管理工作。