沐若水電站球閥安裝及調(diào)試方案

羅濤

【摘要】沫若水電站是引水式水電站，引水隧洞長(zhǎng)約2683米，共有4臺(tái)236MW混流懸式水輪發(fā)電機(jī)組，電站引水隧洞長(zhǎng)、水頭高、機(jī)組轉(zhuǎn)速高，球閥各種工況下動(dòng)作靈活、啟閉正常對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行重要因素。因此針對(duì)沐若球閥特點(diǎn)制定可行的安裝調(diào)方案試至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】沐若水電站；球閥；安裝；調(diào)試

一、概述

沐若水電站工程地處馬來(lái)西亞婆羅洲島的沙撈越州，壩址位于拉讓河流域上游沐若河上，距下個(gè)梯級(jí)巴貢水電站約70km，工程主要任務(wù)是發(fā)電，水庫(kù)正常蓄水位540m，相應(yīng)庫(kù)容120.43億m3，死水位515m，調(diào)節(jié)庫(kù)容54.75 億m3。電站有4臺(tái)236MW的混流懸式水輪發(fā)電機(jī)組，有4臺(tái)套球閥，包括4套球閥基礎(chǔ)，4套油壓系統(tǒng)，4臺(tái)套球閥及附件安裝。球閥外徑φ3000，單臺(tái)總重約270噸。

二、球閥及附屬設(shè)備安裝

球閥及附屬設(shè)備安裝流程大致可按照球閥基礎(chǔ)-球閥主體--上游連接管--伸縮節(jié)--接力器--球閥附屬設(shè)備順序進(jìn)行（也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）。

2.1 球閥基礎(chǔ)安裝

（1）工藝措施

①球閥及接力器基礎(chǔ)埋件就位支架安裝。

②采用16#槽鋼或16#工字鋼分別制作球閥基礎(chǔ)板、接力器基礎(chǔ)班安裝支架。支架水平及高程采用電子水準(zhǔn)儀及千分尺配合測(cè)量控制，支架水平控制在0.3mm以內(nèi)。支架頂部高程偏差分別與各機(jī)組蝸殼進(jìn)口段及支管腰線高程偏差趨勢(shì)一致，盡量消除后續(xù)球閥與壓力鋼管支管、蝸殼直段對(duì)接錯(cuò)位偏差。

③基礎(chǔ)板吊裝，采用廠房橋機(jī)將基礎(chǔ)板吊裝到對(duì)應(yīng)的安裝支架上，采用記號(hào)筆將基礎(chǔ)板加工面上廠家標(biāo)注的基礎(chǔ)板安裝控制方位樣沖眼標(biāo)識(shí)清楚。

（2）基礎(chǔ)板安裝調(diào)整

①采用鋼琴線將測(cè)量隊(duì)放置的控制方位點(diǎn)連接為安裝控制線。根據(jù)安裝控制線，采用線錘和角尺將基礎(chǔ)板方位樣沖分別調(diào)整到位。

②采用電子水準(zhǔn)儀及千分尺測(cè)量基板加工工作面水平，使基礎(chǔ)板水平滿足設(shè)計(jì)要求，測(cè)量基礎(chǔ)板的各項(xiàng)幾何尺寸。

③基礎(chǔ)板安裝控制要求，高程±1mm，方位偏差±3mm，水平0.3mm/m。

④基礎(chǔ)板安裝就位后，加固基礎(chǔ)板及其錨桿。

（3）驗(yàn)收及二期混凝土澆筑

①驗(yàn)收完成后進(jìn)行二期回填。

②在澆筑過程中應(yīng)當(dāng)保護(hù)接力器基礎(chǔ)板的平面以及上面的螺孔不受損傷，在澆筑混凝土前應(yīng)當(dāng)涂黃油保護(hù)，并用破布將螺孔塞起。

（4）基礎(chǔ)板二次復(fù)核調(diào)整

①二期回填完成后，再次檢查各基礎(chǔ)板的方位控制尺寸及工作面水平，若基礎(chǔ)板的尺寸、水平出現(xiàn)超標(biāo)情況，則對(duì)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并加固后對(duì)基礎(chǔ)板進(jìn)行驗(yàn)收后進(jìn)行三期澆筑。

②混凝土澆筑過程中派專人進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)工具采用框式水準(zhǔn)儀等。

2.2 球閥主體安裝

（1）工藝措施

①吊裝設(shè)備為350t橋機(jī)。

②接力器基礎(chǔ)板加工面和接力器底座工作面采用刀口尺檢查是否有毛刺高點(diǎn)，若有采用柔石或水砂布進(jìn)行處理。

③在基礎(chǔ)板上畫出接力器底座就位外延線。

④采用350t橋機(jī)分別將接力器對(duì)應(yīng)接力器吊裝就位，并采用到貨螺栓將接力器底座與接力器基礎(chǔ)把合緊固。（若接力器未到貨，可在球閥就位后進(jìn)行吊裝。

（2）球閥安裝

①去除球閥基礎(chǔ)及球閥支腿結(jié)合面高點(diǎn)和毛刺。

②采用框式水準(zhǔn)儀檢查球閥基礎(chǔ)平面度，若超標(biāo)，則進(jìn)行打磨處理。

③在球閥基礎(chǔ)工作面上標(biāo)識(shí)出球閥就位樣線。

④采用350t橋機(jī)將球閥吊裝就位。

⑤采用到貨螺栓將球閥把合到球閥基礎(chǔ)上。

⑥檢查球閥位置線與測(cè)量隊(duì)放置的樣點(diǎn)偏差是否符合設(shè)計(jì)偏差要求，若超標(biāo)，采用千斤頂、焊接適當(dāng)?shù)膿鯄K進(jìn)行調(diào)整，直到球閥位置符合設(shè)計(jì)偏差要求。球閥安裝時(shí)，沿水流方向的中心線，應(yīng)根據(jù)蝸殼及壓力鋼管的實(shí)際中心線確定，與設(shè)計(jì)位置的偏差不大于3mm，橫向中線（上下游位置）與設(shè)計(jì)中心線的偏差不大于10mm。

⑦采用電子水準(zhǔn)儀和鋼直尺測(cè)量球閥上下游腰線高程偏差及水平偏差。采用經(jīng)緯儀檢查球閥垂直度。

⑧球閥安裝尺寸符合要求后，初步緊固球閥支腿與基礎(chǔ)的把合螺栓。為便于檢修時(shí)將球閥向伸縮節(jié)方向移動(dòng)，基礎(chǔ)螺釘和螺孔間應(yīng)留有足夠距離，其值不應(yīng)小于法蘭之間橡膠盤根的直徑（8mm）。

2.3 上游連接管安裝

①根據(jù)上游支管樣點(diǎn)底部樣沖眼為基準(zhǔn)，將支管錐段按照每隔150mm進(jìn)行分點(diǎn)，球閥上游法蘭面內(nèi)側(cè)也以底部樣沖眼為基準(zhǔn)按照每隔150mm進(jìn)行分點(diǎn)，采用卷尺測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間尺寸并進(jìn)行記錄，根據(jù)記錄尺寸，確定將上游連接管切割線。

②采用磁力切割機(jī)配割上游連接管，并按照?qǐng)D紙要求切割出焊接主反破口。

③采用350t橋機(jī)吊裝上游連接管進(jìn)行預(yù)裝，在預(yù)裝時(shí)，局部需要配割位置，采用割槍進(jìn)行切割。預(yù)裝完成后，將上游連接管吊出，對(duì)切割位置進(jìn)行打磨處理，然后將連接管吊裝就位，將連接管與球閥連接的組合螺栓對(duì)稱緊固。

④采用碼字楔鐵，或千斤頂對(duì)連接管與壓力鋼管支管錐段對(duì)接縫進(jìn)行壓縫處理。連接縫背縫位置安裝30mm搭接板，控制環(huán)縫焊接時(shí)的焊接收縮。

⑤將上游連接管與壓力鋼管出口定位，修正焊接坡口符合設(shè)計(jì)要求（過流面錯(cuò)邊不超過板厚的10%，同時(shí)最大錯(cuò)牙不大于2mm）。

2.4 伸縮節(jié)（下游管）安裝

①根據(jù)下游蝸殼進(jìn)口節(jié)底部樣沖眼為基準(zhǔn)，將蝸殼進(jìn)口邊內(nèi)壁按照每隔150mm進(jìn)行分點(diǎn)，球閥伸縮節(jié)出水口內(nèi)側(cè)也以底部樣沖眼為基準(zhǔn)按照每隔150mm進(jìn)行分點(diǎn)，采用卷尺測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間尺寸并進(jìn)行記錄，根據(jù)記錄尺寸和預(yù)留25mm伸縮量（設(shè)計(jì)伸縮量為30mm，考慮焊接收縮5mm），確定將下游連接管切割線。

②采用磁力切割機(jī)配割下游連接管，并按照?qǐng)D紙要求切割出焊接主反坡口。

③采用350t橋機(jī)吊裝下游連接管進(jìn)行預(yù)裝，在預(yù)裝時(shí)，局部需要配割位置，采用割槍進(jìn)行切割，確保伸縮量為25mm。預(yù)裝完成后，將下游連接管吊出，對(duì)切割位置進(jìn)行打磨處理，然后將連接管吊裝就位，將連接管與伸縮節(jié)連接的組合螺栓對(duì)稱緊固，采用到貨頂絲將下游連接管與伸縮節(jié)之間的伸縮量調(diào)整為25mm，緊固伸縮節(jié)連接螺栓。

④采用碼字楔鐵，或千斤頂對(duì)連接管與蝸殼進(jìn)口節(jié)對(duì)接縫進(jìn)行壓縫處理。

⑤連接縫背縫位置安裝30mm搭接板，控制環(huán)縫焊接時(shí)的焊接收縮。

2.5 球閥附屬設(shè)備安裝

（1）接力器安裝

①?gòu)?fù)核接力器行程是否符合設(shè)計(jì)要求。

②接力器安裝水平和垂直度偏差不大于1mm/m，底座高程偏差不超過±1.5mm，銷軸連接應(yīng)保證關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

③接力器吊裝定位時(shí)須保證活塞處于全關(guān)位置行程終點(diǎn)，保證液壓鎖定裝置能投入及拔出靈活可靠。

（2）其它附件：旁通管路、排氣管路、排水管路、壓力測(cè)量管路等按照?qǐng)D紙要求安裝。

三、球閥有水調(diào)試

3.1 球閥靜水動(dòng)作試驗(yàn)

在靜水條件下檢查球閥靜水狀態(tài)下活門的開啟和關(guān)閉操作狀況及靜水中活門開關(guān)時(shí)間，檢查球閥活動(dòng)密封在有水狀態(tài)下的投入及退出操作應(yīng)正常，檢查球閥差壓測(cè)量系統(tǒng)及活動(dòng)密封位移傳感系統(tǒng)工作狀況。

（1）試驗(yàn)條件

①蝸殼充水試驗(yàn)完成。

②壓力鋼管充水試驗(yàn)完成。

③尾水閘門已開啟。

④導(dǎo)葉全關(guān)，導(dǎo)葉接力器自動(dòng)鎖錠投入，機(jī)械制動(dòng)投入。

⑤球閥自動(dòng)操作回路已檢查，球閥各系統(tǒng)測(cè)試已完成。

⑥球閥液壓泵站系統(tǒng)工作正常，壓力顯示正常。

⑦球閥現(xiàn)地控制柜操作開關(guān)已切換在現(xiàn)地電手動(dòng)位置。

⑧主軸密封排水管暢通，檢修密封撤出。

⑨技術(shù)供水取水閥全關(guān)。

⑩機(jī)組調(diào)速器工作在現(xiàn)地電手動(dòng)，液壓系統(tǒng)備用正常。

⑾機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)現(xiàn)地控制方式，并進(jìn)行勵(lì)磁電源隔離措施。

⑿機(jī)組電氣保護(hù)及水機(jī)后備保護(hù)退出。

⒀機(jī)組已作全面檢查，允許隨時(shí)開機(jī)和故障下排除壓力管道的水。

（2）試驗(yàn)步驟

①檢查電源、高壓油系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、密封等試驗(yàn)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備全部處于要求狀態(tài)。

②在球閥前后最大不平衡水壓不大于球閥廠家給定值且差壓控制系統(tǒng)顯示在平壓狀況時(shí)，手動(dòng)給開閥信號(hào)，測(cè)試球閥活動(dòng)密封的自動(dòng)退出，此過程中活動(dòng)密封應(yīng)工作正常，活動(dòng)密封位移量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，位移位傳感器工作正常并指示信號(hào)正確。在球閥上下游平壓狀態(tài)，解除液壓鎖錠，手動(dòng)進(jìn)行球閥開啟動(dòng)作。

③觀察導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的漏水情況，如有異常，應(yīng)立即關(guān)閉球閥和旁通閥。

④測(cè)量記錄球閥開啟前和開啟后閥體基礎(chǔ)位置的位移量。

⑤操作球閥，檢查活門啟閉動(dòng)作情況，記錄開啟和關(guān)閉時(shí)間。

⑥活門開關(guān)過程中監(jiān)測(cè)有無(wú)異常噪音和振動(dòng)。

⑦記錄球閥接力器的關(guān)閉和開啟壓力。

⑧在手動(dòng)操作試驗(yàn)合格后，進(jìn)行自動(dòng)操作的啟閉動(dòng)作試驗(yàn)。分別進(jìn)行現(xiàn)地和遠(yuǎn)方（中央控制室）操作試驗(yàn)，檢查球閥在靜水中的啟閉是否正常。

⑨球閥處于全開位置后，關(guān)閉電動(dòng)旁通閥。

3.2 球閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)

在動(dòng)水情況下檢驗(yàn)動(dòng)水關(guān)閉進(jìn)水球閥的能力（沐若水電站動(dòng)水關(guān)球閥試驗(yàn)經(jīng)過相關(guān)人員討論后和調(diào)速器事故低油壓試驗(yàn)同時(shí)做）。

（1）試驗(yàn)條件

①調(diào)速器及液壓系統(tǒng)處于遠(yuǎn)方自動(dòng)方式。

②勵(lì)磁系統(tǒng)處于遠(yuǎn)方自動(dòng)方式。

③技術(shù)供水遠(yuǎn)方自動(dòng)方式。

④水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備諸如：高壓油頂裝置、機(jī)械制動(dòng)、制動(dòng)粉塵吸收裝置、機(jī)坑加熱裝置等均處于遠(yuǎn)方自動(dòng)控制方式。

⑤檢修密封撤出。

⑥發(fā)電機(jī)保護(hù)、勵(lì)磁保護(hù)、主變保護(hù)均投入，可作用于停機(jī)、解列。

⑦水機(jī)后備保護(hù)投入，監(jiān)控自動(dòng)控制保護(hù)回路投入。

⑧機(jī)組具備隨時(shí)能啟動(dòng)并網(wǎng)帶負(fù)荷的狀態(tài)。

（2）試驗(yàn)步驟

①機(jī)組帶額定負(fù)荷運(yùn)行。

②進(jìn)水閥和調(diào)速器前緊急停機(jī)按鈕旁設(shè)專人，準(zhǔn)備關(guān)進(jìn)水閥及停機(jī)。

③LCU停機(jī)流程投入。

④檢查L(zhǎng)CU水機(jī)后備各保護(hù)投入。

⑤關(guān)閉壓油罐補(bǔ)氣回路；壓油泵切現(xiàn)地，按停止按鈕停止油泵。

⑥試驗(yàn)過程注意集油槽油位計(jì)與集油槽的連接閥門，出現(xiàn)油位較高的情況，及時(shí)關(guān)閉連接閥門。

⑦各部通知到位，開始試驗(yàn)。

⑧通過壓油罐排油閥門排油，降低壓力油罐油壓直至設(shè)計(jì)壓力，事故低油壓接點(diǎn)動(dòng)作，機(jī)組緊急停機(jī)流程啟動(dòng)，自動(dòng)緊急關(guān)閉球閥。

⑨關(guān)閉壓油罐排油閥門。

⑩如低油壓接點(diǎn)在設(shè)計(jì)停機(jī)最低點(diǎn)仍未動(dòng)作，立即按緊急停機(jī)按鈕，球閥未自動(dòng)關(guān)閉時(shí)手動(dòng)關(guān)閉球閥。

⑾停機(jī)過程中檢查事故停機(jī)流程邏輯的正確。

⑿停機(jī)流程執(zhí)行完畢，恢復(fù)液壓系統(tǒng)為正常工作油壓。

四、結(jié)語(yǔ)

沐若水電站四臺(tái)機(jī)組球閥均在該方案指導(dǎo)下進(jìn)行安裝，目前球閥運(yùn)行狀態(tài)正常，球閥開啟關(guān)閉過程中無(wú)發(fā)生卡阻等現(xiàn)象。希望上述球閥安裝方案對(duì)其它類似電站球閥的安裝起到一定的幫助，也為我們以后在電站建設(shè)方面積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐擁軍.張河灣抽蓄水電站球閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)分析[A].水電能源科學(xué).2016.

[2]何芃.基于ABAQUS的高壓水電站球閥應(yīng)力特性分析[A].機(jī)械工程師.2016.

[3]賈棟林CCS水電站球閥安裝B].水電站機(jī)電技術(shù).2016.

[4]任宗良.水電站球閥液壓系統(tǒng)建模及動(dòng)態(tài)過程分析[A].水電能源科學(xué).2016.

[5]彭承星.瑞麗江一級(jí)水電站球閥密封傳感器改造與應(yīng)用[B].云南水力發(fā)電.2015.

[6]段云榮. 魯布革水電站球閥控制系統(tǒng)缺陷分析.云南水力發(fā)電.1994.

[7]甘福珍.淺析水電站球閥控制系統(tǒng).東方電機(jī).2010.

[8]鄭凱.天荒坪抽水蓄能電站球閥軸承異常磨損分析及建議改造方案[A]. 水電與抽水蓄能.2016.