文金選

（鄭州國電機(jī)械設(shè)計(jì)研究所有限公司，河南 鄭州 450000）

從2006年三峽大壩正式建成至今，我國為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防洪抗?jié)车男枨螅戧懤m(xù)續(xù)建設(shè)了拉西瓦、官地、白鶴灘、葉巴灘、烏東德等多個(gè)水電站，這些水電站的技術(shù)復(fù)雜、工藝要求不一，但是，具有共同的特點(diǎn)，就是因其規(guī)模龐大都使用了大型水輪發(fā)電機(jī)組。

從當(dāng)前的使用情況來看，雖然大型水輪發(fā)電機(jī)組得到水電站的青睞，其建設(shè)技術(shù)在多年的探索和完善下滿足了水電站安全運(yùn)行的基本要求，但是，我國的大型水輪發(fā)電機(jī)組的研究起步較晚，盡管當(dāng)前得到了廣泛應(yīng)用，但是在制造工藝層面，仍然存在諸多的問題沒有解決。

基于這一現(xiàn)實(shí)，本文結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，從設(shè)備制造的角度探討具體可行的改進(jìn)措施，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。本文將首先從水輪發(fā)電機(jī)的內(nèi)容開始論述，然后，指出當(dāng)前大型水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，并提出合理有效的解決措施。

1 水輪發(fā)電機(jī)

水輪發(fā)電機(jī)是一種用水輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)把水能轉(zhuǎn)為電能的發(fā)電機(jī)，是當(dāng)前水電站生產(chǎn)電能并且普遍應(yīng)用的一種主要?jiǎng)恿υO(shè)備，其主要由轉(zhuǎn)子、定子、制動(dòng)器、導(dǎo)軸承和機(jī)架等部分構(gòu)成。其運(yùn)行原理是當(dāng)水流通過水輪機(jī)時(shí)，水流可以帶動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，這一過程中水能轉(zhuǎn)換成了機(jī)械能，而水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步將機(jī)械能裝換成電能，并最終以電能的形式輸出。

根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速等級(jí)的不同，可以對(duì)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行微型、小型、中型和大型的劃分，當(dāng)前世界對(duì)水輪發(fā)電機(jī)大小的劃分標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，在我國的劃分體系中，額定功率在10000kW以上的為大型水輪發(fā)電機(jī)，不同類型的水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不同，大型水輪發(fā)電機(jī)低速狀態(tài)時(shí)額定轉(zhuǎn)速小于100r/min，中速狀態(tài)時(shí)額定轉(zhuǎn)速在100～375r/min，高速狀態(tài)時(shí)額定轉(zhuǎn)速大于375r/min。

2 大型水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備質(zhì)量控制的特點(diǎn)和注意事項(xiàng)

第一，制造工藝層面。大型水輪發(fā)電機(jī)組主要的組成部套件包括轉(zhuǎn)輪、座環(huán)、水輪機(jī)大軸和導(dǎo)水機(jī)等。絕大多數(shù)部套件是由鋼板焊接而成的，為了滿足運(yùn)輸?shù)男枨?，這些部套件需要進(jìn)行分部制作，這極大地增加了整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組焊接的工作量，因此，部套件焊接的質(zhì)量成為控制水輪發(fā)電機(jī)組質(zhì)量的關(guān)鍵之一。此外，大型水輪發(fā)電機(jī)組使用的大部分部件都是非標(biāo)準(zhǔn)件，這些部件需要經(jīng)過人工焊接，然后，通過熱處理后再進(jìn)行機(jī)械加工。由于人工焊接具有較大的不穩(wěn)定性，并且容易產(chǎn)生誤差，所以生產(chǎn)部件的尺寸不同，具有差異。并且焊接、熱處理都屬于特殊的工藝過程，部分材料在高溫高壓的作用下其性能會(huì)發(fā)生變化，而當(dāng)前尚沒有對(duì)材料性能和尺寸的完善的測(cè)量方法。

第二，元器件的采購層面。為保障大型水輪發(fā)電機(jī)組的建設(shè)，需要對(duì)生產(chǎn)過程所需的元器件的產(chǎn)地、性能和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控并按照合同規(guī)定進(jìn)行審查，但是，在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于相關(guān)工作人員思想麻痹大意放松了審查，導(dǎo)致大量不合格材料的涌入，影響發(fā)電機(jī)組設(shè)備的質(zhì)量。其次，近年來由于水電工程項(xiàng)目的大批量建設(shè)，很多生產(chǎn)廠家為了趕工期、減少作業(yè)壓力，會(huì)根據(jù)部套件的不同進(jìn)行不同的分包，分包雖然提高了生產(chǎn)的效率，但是，加大了彼此之間協(xié)調(diào)溝通的工作量，增加了設(shè)備出現(xiàn)制造故障的概率。

第三，成本問題。大型水輪發(fā)電機(jī)組的零部件的成本高，高達(dá)幾千萬，其制造周期也長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)一年。這導(dǎo)致一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題需要返工處理時(shí)，工程項(xiàng)目組需要面臨高昂的成本費(fèi)用，并且工期也要大幅度延長(zhǎng)，從而影響整個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)程。

第四，驗(yàn)收問題。近年來，為了贏得投標(biāo)，承包商在投標(biāo)階段往往報(bào)出優(yōu)越的參數(shù)指標(biāo)，但是，在真正驗(yàn)收時(shí)，其參數(shù)往往達(dá)不到投標(biāo)時(shí)宣稱的性能指標(biāo)。

第五，其他問題。其他問題主要表現(xiàn)在制造商設(shè)備發(fā)貨方面，具體表現(xiàn)為部套件齊全但是相關(guān)配套的工具未到，或者生產(chǎn)廠家分包造成的工地安裝的不便等。這些問題都需要引起委托方高度的重視，采取必要措施防范未然。

3 大型水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造過程質(zhì)量監(jiān)督的具體措施

根據(jù)制造階段的不同，本文認(rèn)為，可以從事前、事中和事后三個(gè)階段入手分別做好設(shè)備的制造工作，嚴(yán)格把控每個(gè)階段的質(zhì)量監(jiān)督，并且每個(gè)階段相互配合，才能最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，達(dá)到“1+1＞2”的效果。

3.1 事前

第一，供貨商層面。首先，要根據(jù)水電站的運(yùn)行條件和設(shè)備要求，以保障機(jī)組的穩(wěn)定性為首要原則，提出針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，確定水輪發(fā)電機(jī)組的性能指標(biāo)。在大型水輪發(fā)電機(jī)組的招標(biāo)過程中，要認(rèn)真審查各投標(biāo)商數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，可以用物理模型投標(biāo)的方法，對(duì)各種類型的轉(zhuǎn)輪模型進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)自身的需求選擇最合適的投標(biāo)商，避免盲信投標(biāo)商的數(shù)據(jù)造成決策失誤。

第二，審查技術(shù)方案層面。頂層設(shè)計(jì)奠定了設(shè)備制造的總基調(diào)和基本的方向，因此，在施工前必須對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格的審查，由機(jī)電工程局帶頭，電力生產(chǎn)運(yùn)行單位、設(shè)計(jì)部門、工程監(jiān)理單位、設(shè)備倉儲(chǔ)等部門共同參與討論，就技術(shù)層面的可行性、制造設(shè)備的穩(wěn)定性和成本的要求等層面展開反復(fù)多次的質(zhì)詢和論證，在多次的論證過程中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免頂層設(shè)計(jì)的失誤。

第三，第三方監(jiān)管層面。大型水輪發(fā)電機(jī)組的制造工藝復(fù)雜，質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多少不同，對(duì)一些制造周期長(zhǎng)、制造工復(fù)雜的設(shè)備，單靠制造商自身的自覺性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要引用第三方的監(jiān)管人員，通過監(jiān)管人員對(duì)大型水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造過程中設(shè)備的采購、工藝的選擇、成品的出廠進(jìn)行全程、動(dòng)態(tài)的跟蹤問詢，借用第三方的力量對(duì)制造商生成一定的壓力，提高制造商的警惕心，避免渾水摸魚的現(xiàn)象。

第四，對(duì)人員和用料的審查層面。首先，要建構(gòu)高素質(zhì)的人才隊(duì)伍，工作人員需要有專業(yè)的操作證書，要定期進(jìn)行培訓(xùn)會(huì)和經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，通過工作人員彼此的溝通和交流取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高職業(yè)技能。在材料的選購和使用層面，要注意材料的產(chǎn)地、配套部件和材質(zhì)說明書等重要信息。

3.2 事中

事中控制包括資料審查、材料質(zhì)量控制、工序產(chǎn)品的檢查控制和不合格零件的處理。

首先，監(jiān)管方需要按照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)、合同、圖紙對(duì)制造商提供的材料進(jìn)行一一的比對(duì)和審查，及時(shí)篩選出不符合要求的材料。其次，在部件下料之前，要對(duì)材料的出廠合格證明、性能報(bào)告等記錄進(jìn)行仔細(xì)的審查，對(duì)重要的部件按照一定比例進(jìn)行抽檢。再次，要檢查制造相關(guān)部件的制造工序是否嚴(yán)格按照工藝流程的順序開展，嚴(yán)禁隨意跳過工藝流程或者在前一個(gè)工藝流程不合格的情況下匆匆開始下一個(gè)工藝流程；最后，如果出現(xiàn)了不合格的零件，相關(guān)工作人員需要分析其不合格的原因，并根據(jù)實(shí)際情況確定其是否能返修，無法返修，但是，可以滿足部分使用要求的，可以降級(jí)使用，已經(jīng)完全無法使用了的，一定要做報(bào)廢處理，嚴(yán)禁以次充好的現(xiàn)象。

3.3 事后

事后控制主要包括出廠驗(yàn)收和檢查清點(diǎn)兩部分。

出廠驗(yàn)收可以進(jìn)一步細(xì)化為實(shí)物驗(yàn)收和文件驗(yàn)收兩部分，實(shí)物驗(yàn)收要確保各項(xiàng)設(shè)備的性能滿足合同和行業(yè)規(guī)定的要求，文件驗(yàn)收需要注意文件內(nèi)容包括材料的成分、加工工藝制造等內(nèi)容。

清點(diǎn)與檢查工作主要是在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)按照合同等文件進(jìn)行公開透明的開箱交貨，在這一過程中，設(shè)計(jì)方、建設(shè)方和第三監(jiān)理方都必須在場(chǎng)，確保相關(guān)資料完整并順利完成了審查和移交，避免后期出現(xiàn)糾紛。

4 結(jié)語

本文從質(zhì)量控制的事前、事中和事后三個(gè)階段，明確了大型水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造過程中質(zhì)量監(jiān)督的具體要點(diǎn)和解決措施。作為“國之重器”，大型水輪發(fā)電站機(jī)組的建設(shè)需要制造方、監(jiān)管方等各方面的共同努力，團(tuán)結(jié)一致、相互配合，才能實(shí)現(xiàn)提高機(jī)組質(zhì)量的最終目標(biāo)。