王 開 柱, 周 道 明, 張 志 新, 丁 世 川, 刁 楠

(1.中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610016；2.四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 610072)

1 工程概況

安谷水電站采用混合式開發(fā)，水庫正常蓄水位高程398 m，庫容6 330萬m3，設 計 引 用 流 量 為2 640.9 m3/s，電站裝機容量772 MW，裝設4臺、單機容量為190 MW的軸流轉槳式水輪發(fā)電機組(分別為1#、2#、3#、4#,也稱大機)和1臺12 MW軸流轉槳式水輪發(fā)電機組(為5#，也稱生態(tài)機組、小機)。電站以220 kV電壓等級接入電力系統(tǒng)，按無人值班(少人值守)設計，多年平均發(fā)電量33.03億kW·h。根據(jù)工程設計總體布置，工程樞紐區(qū)主要由非溢流壩、泄洪沖沙閘、左岸副壩、右岸太平副壩、電站主廠房、尾水渠、船閘等建筑物組成。

首臺大機組計劃發(fā)電時間為2014年9月底，隨后3臺大機組間隔3個月陸續(xù)發(fā)電。小機組與4#大機組同時于2015年6月底發(fā)電。

5#機組單機容量為12 MW，機組額定轉速為214.3 r/min，額定水頭為21 m，轉輪直徑為3 000 mm。

2 發(fā)電目標的調整

根據(jù)施工計劃，生態(tài)機組(5#機)應于2015年6月30日發(fā)電。我公司技術人員詳細分析了5#機組土建進度及施工工位、橋機使用、設備供貨等情況后認為：在增加部分資源的情況下可以實現(xiàn)提前發(fā)電的目標，隨即編制了可行的施工進度計劃。在與監(jiān)理工程師、業(yè)主溝通后，均認可我部的計劃并同意調整5#機組的發(fā)電目標至2014年底。

3 安裝過程及缺陷處理

生態(tài)機組的主要設備由尾水管、轉輪室、座環(huán)、轉輪、導水機構、下機架、定子、轉子、上機架、導軸承及推力軸承、受油器等組成。

(1)尾水管的安裝。

5#機尾水肘管分為三節(jié)，其安裝采用門機進行吊裝，安裝方位用全站儀放點控制，用拉緊器調整，尾水管高程用水準儀控制、采用千斤頂調整，每段尾水管調整好方位、高程后進行加固。

在第一節(jié)尾水肘管吊裝就位、調整好方位、高程后進行加固，再安裝第二節(jié)和第三節(jié)，在安裝最后一節(jié)尾水肘管時發(fā)現(xiàn)肘管上管口X中心線與設計中心線相比偏向下游約28 mm。經檢查發(fā)現(xiàn)：第二節(jié)尾水肘管制造尺寸存在問題。經過廠家代表現(xiàn)場復核及檢查，在召開的專題討論會上確認問題屬實，屬制造缺陷，需要現(xiàn)場對第一節(jié)和第二節(jié)肘管進行配割，進而使肘管上管口中心符合設計要求。

根據(jù)會議要求，對肘管第一節(jié)和第二節(jié)進行了局部配割，將肘管上管口的X中心線調整與設計中心線一致，滿足圖紙及設計要求；對錯牙較大的部位采取長肉方式進行處理并平滑過渡，最后進行打磨。

尾水肘管安裝完成后進行了尾水錐管安裝，用門機將錐管吊裝就位，利用千斤頂和拉緊器調整錐管上管口中心與設計中心一致，調整上管口高程在設計允許值范圍內后加固尾水錐管并進行焊接，驗收合格后澆筑混凝土。

(2)轉輪室及座環(huán)的安裝。

轉輪室為整體結構，最大外徑為3 250 mm，高1 010 mm，重量為2.63 t。轉輪室到貨后檢查發(fā)現(xiàn)：轉輪室存在變形，其內徑尺寸與圖紙不符，轉輪室圓度超出標準要求。

轉輪室用門機吊裝就位后粗調轉輪室方位，調整轉輪室高程比設計需求低約20 mm以便于座環(huán)調整，再吊裝座環(huán)就位，利用千斤頂、拉緊器調整座環(huán)方位、高程與設計一致后加固座環(huán)。調整轉輪室與座環(huán)把合，用千斤頂調整轉輪室圓度及中心符合規(guī)范要求后，對轉輪室進行加固后澆筑混凝土。

5#機組混凝土全部澆筑完成后測量轉輪室圓度及其與座環(huán)的同心度，對轉輪室圓度超標的部位進行了修磨，最終使轉輪室安裝的各項數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求。

(3)導水機構的安裝。

導水機構的安裝分為預裝和正式安裝。預裝是對底環(huán)、導葉、頂蓋、支持蓋等的水平、高程、中心、同心度及導葉端面間隙、立面間隙進行調整，滿足規(guī)范及圖紙要求后對各部件鉆鉸銷釘孔定位，以便于導水機構的正式安裝及機組維修回裝定位。

先安裝底環(huán)，用水準儀調整底環(huán)水平在0.05 mm/m以內，再吊入頂蓋與座環(huán)把合好，測量頂蓋與底環(huán)的間距，經過局部打磨調整,導葉端面總間隙在0.4～0.8 mm之間。底環(huán)、頂蓋、支持蓋與轉輪室同心度采用掛鋼琴線結合內徑千分尺進行調整，同心度最大值為0.18 mm，滿足規(guī)范要求。

在發(fā)電機定子、下機架、上機架預裝完成后，進行導水機構的正式安裝。在分配好導葉端面間隙后，通過捆導葉和偏心銷調整導葉立面間隙，調整后除9號導葉與10號導葉之間下端存在0.05 mm的間隙，長度為150 mm，13號導葉與14號導葉、16號導葉與17號導葉下端有0.05 mm的間隙，長度為100 mm，其他導葉之間的局部間隙用0.05 mm塞尺不能塞入，滿足規(guī)范要求。

在導水機構預裝過程中，因端面間隙不滿足要求，在現(xiàn)場對底環(huán)進行了加工處理；對部分導葉端面進行了打磨，最終使導水機構預裝質量滿足規(guī)范要求。

(4)轉輪的安裝。

轉輪直徑為3 000 mm，由轉輪體、樞軸、5個葉片及葉片軸、轉輪葉片操作機構、活塞、活塞及泄水錐組成。設計和制造均由浙江中水有限公司完成。轉輪體為整鑄結構，整體運輸?shù)焦さ?。轉輪組裝在廠內進行，并完成動作及密封試驗后發(fā)運至工地，僅在現(xiàn)場做動作及密封試驗檢查。

轉輪運輸?shù)浆F(xiàn)場進行動作試驗時發(fā)現(xiàn)轉輪放置在支墩上轉輪葉片無法全開，經過在現(xiàn)場對支墩進行加高處理后滿足了轉輪試驗條件。在動作試驗過程中發(fā)現(xiàn)轉輪活塞存在串油，遂進行了返廠處理，返廠回來后再次進行動作及密封試驗，發(fā)現(xiàn)轉輪護板處有滲油，將護板刨開，檢查發(fā)現(xiàn)為把合螺栓處有漏油，再將把合螺栓全部緊固一遍后，漏油問題排除。轉輪試驗完成后，將水輪機大軸、支持蓋一起組裝后吊入機坑，檢查轉輪葉片間隙在1.9～2.85 mm范圍內，滿足圖紙要求。

(5)定子的安裝。

發(fā)電機定子在廠內進行組裝、試驗及下線、整體耐壓工作后發(fā)貨到現(xiàn)場。定子外徑為5 000 mm，高度1 900 mm，重量33.85 t。

定子運輸?shù)綀鲵炇諘r發(fā)現(xiàn)包裝定子的塑料布內積有雨水，通過絕緣檢查確認定子受潮，按照廠家處理方案，進行了多次加溫干燥處理，最終定子絕緣符合要求。

在定子安裝時，發(fā)現(xiàn)定子機座與基礎板把合后組合面最大有0.5 mm的間隙。因機組為懸吊式結構，定子安裝質量非常關鍵，將影響到機組的安全運行，在與廠家、監(jiān)理、發(fā)包人一起商議后，決定采用在定子機座與基礎板組合處增加壓板的方案，經過處理，消除了定子機座與基礎板間存在的間隙，滿足規(guī)范要求。

(6)轉子組裝及安裝。

發(fā)電機轉子外形尺寸為4 500 mm×5 300 mm，整體重量為58.758 t。由廠家在廠內完成疊片，現(xiàn)場僅負責進行磁極掛裝及試驗工作。

轉子放置在基礎上，用框式水平儀調整大軸垂直度達到0.02 mm/m。檢查磁軛垂直度超出規(guī)范要求，經過現(xiàn)場多次修磨處理，垂直度滿足規(guī)范要求。

磁極掛裝前進行絕緣電阻及耐壓試驗，有一個磁極未通過耐壓試驗，返廠處理后通過試驗。按照圖紙掛裝磁極，調整磁極中心線高程與轉子中心一致，通過加墊調整打緊磁極鍵，使轉子圓度符合圖紙及規(guī)范要求。安裝極間連接、阻尼環(huán)、磁極撐塊，因圖紙設計中極間連接、阻尼環(huán)外側螺母沒有鎖片，根據(jù)業(yè)主要求，在連接、阻尼環(huán)外側螺母處增設了鎖片。轉子所有工作全部完成后，進行了轉子整體試驗，試驗一次性通過。

(7)機組總裝。

在機組安裝過程中，推力瓦受力及鏡板水平至關重要。經過嚴格把關，推力瓦受力采用錘擊抗重螺栓的方法進行調整，調整后，相同錘擊力下每塊推力瓦受力均勻，鏡板水平達到0.02 mm/m。機組軸線調整后，水導軸承處、下導軸承處、法蘭處擺度均符合規(guī)范要求值。

機組軸線調整好后，調整轉動部分至轉輪室中心，抱上導瓦、固定主軸，進行水輪機主軸密封及水導軸承、下導軸承安裝，最后進行上導軸承安裝，導瓦間隙按照各軸承處的擺度分配，回裝完成后對各油槽注油。

4 機組啟動試運行情況

在調速器調試過程中發(fā)現(xiàn)控制環(huán)有抬起現(xiàn)象，經過現(xiàn)場分析及會議討論，決定在控制環(huán)處增加4塊防抬起壓板，由廠家進行設計加工、現(xiàn)場安裝，從而解決了控制環(huán)抬起的問題。在機組完成無水調試后，5#機組于2014年12月27日開始進入充水調試，機組過速試驗時最高轉速為351 r/min，蝸殼水壓上升率為100.3%，尾水管水壓上升率為101.2%，各項試驗數(shù)據(jù)正常(表1)，試驗后檢查轉動部分無異常。

表1 試驗數(shù)據(jù)表

機組甩負荷按25%(3 MW)、50%(6 MW)、75%(9 MW)、100%(12 MW)額定負荷進行，甩負荷試驗機組各部振動、擺度值良好(表2)，停機檢查各部無異常。

表2 甩負荷試驗數(shù)據(jù)表

按照經啟委會批準的調試大綱試驗要求，經過4 d緊張有序的調試，機組于2014年12月31日進入72 h試運行，機組各部瓦溫、擺度、振動運行正常，控制環(huán)處安裝壓板后運行正常，2015年1月3日5#機組順利完成72 h試運行。試運行期間機組在7.46～12.72 MW負荷區(qū)間運行(表3)。

從機組調試及72 h試運行情況看，機組振動、擺度情況良好，機組運行過程中噪聲很小，機組運行工況良好。

5 結 語

表3 機組振動擺度數(shù)據(jù)表

(1)機電設備安裝是一個電站修建中的最后環(huán)節(jié)，也是電站實現(xiàn)創(chuàng)收、安全穩(wěn)定運行的最終目的。安谷水電站生態(tài)機組(5#機)在安裝過程中發(fā)現(xiàn)設備缺陷很多，項目部為保證安裝質量，把發(fā)現(xiàn)的缺陷一一消除，施工時間雖然比計劃時間延長，但施工質量得到了保證。機組安裝初期，由于設備缺陷多，大家對機組的運行情況心里沒底，但經過精心施工及調試，最終機組運行情況非常良好，機組運行時的噪聲非常小，機組振動、擺度值比規(guī)范優(yōu)良值還有提高。

(2)生態(tài)機組的合同計劃發(fā)電時間為2015年6月30日。我部根據(jù)現(xiàn)場情況提出了生態(tài)機組可提前發(fā)電的合理化建議，雖然因機組設備缺陷多、處理時間長，但生態(tài)機組仍然于2015年1月3日實現(xiàn)了投產發(fā)電，較合同發(fā)電時間提前了近6個月時間。