梅州和陽江抽水蓄能電站機電設備質量管理概述

楊小龍，李開明，施凱健，陳比望

（南方電網調峰調頻發(fā)電有限公司工程建設管理分公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

根據國家新能源戰(zhàn)略轉型政策，大量抽水蓄能電站正在核準并將快速建設，以達到國家碳達峰、碳中和的目標。如何在快速發(fā)展中抓好抽水蓄能電站機電設備質量，文章主要以同步建設的梅蓄和陽蓄主機設備為例進行探討和總結，介紹從招標設計到機組設備投產全過程的質量管控措施與方法。

陽蓄電站為國內單機容量最大和綜合開發(fā)難度最大的抽水蓄能機組，機電設備質量管理均有相應的難度和挑戰(zhàn)；梅蓄電站屬于常規(guī)高水頭抽蓄機組。兩電站主要參數如表1。

表1 電站機組主要參數

1 機電設備質量管理目標與思路

兩電站建設按照“智能、高效、可靠”綠色電網的戰(zhàn)略目標，以設備“零缺陷”移交管控為抓手，保障機電設備質量總體績效。梅蓄和陽蓄機電設備質量管理以電站整體項目管理為統(tǒng)籌，著眼機電建設全過程管理需求，貫徹設備全生命周期管理理念，總結公司投運電站機電質量管理經驗，以集約化和專業(yè)化手段提升管理效率和質量，實現機電設備的安全、可靠投運。

2 投運電站設備缺陷總結

南網區(qū)域先前已有廣州、惠州、清遠、瓊中、深圳等電站投運，對這些電站在建設和運行過程發(fā)生過的主要設備缺陷和常見設備問題進行了總結和分析，提出設計改進和反措，并在各階段落實到梅蓄和陽蓄機電設備管理過程，大幅提高了設備質量可靠性。梅蓄陽蓄電站從招標設計開始，就注重收集以往缺陷反措，并要求設備廠家進行總結改進，貫徹到設計選型全過程，確保設備質量。

3 常見重復設備缺陷反措與改進

在梅蓄、陽蓄電站建設前期，經過對投運電站機組調試和運維過程設備缺陷進行統(tǒng)計分析，可以發(fā)現大量缺陷是重復發(fā)生的。因此只要重點針對這些設備常見故障缺陷，提前采取預防和改進措施，形成標準和規(guī)范化管理要求，就可以避免大量重復缺陷。高度重視以下易磨易損設備和重復缺陷較多的設備設計、選材和選型工作。

（1）重視設備密封和防滲漏問題，從源頭解決漏水、漏油和漏氣等“三漏”問題。分析進水閥、水輪機、尾閘和油水氣系統(tǒng)等設備的密封特點，選擇不易損壞、檢修周期長的密封結構、形式和材料，特別注意密封材料要選用老化壽命長、機械性能高的材料，一般壽命應該10年以上，杜絕出現因為一條密封損壞而導致機組設備大修等情況。梅蓄、陽蓄電站一般均選用氟橡膠、復合聚氨酯和聚四氟乙烯類優(yōu)質材料，密封效果良好，沒有出現材料選型導則的滲漏問題。

（2）重視閥門的設計和選型工作，選擇合適的閥門形式、材料和連接方式，確保閥門工作的可靠性、安全性和耐用性。電廠閥種類多，閥門選型不當或質量不高，會導致滲漏、損壞、動作不可靠等問題，導致機組開停機失敗甚至提前檢修，水道連通的一道閥門損壞還需要排空水道處理。對中高壓閥門、大口徑閥門、進水閥上游和尾閘下游水道直接相通的第一道閥門，要對每個閥門的選型、結構設計和選材進行審查，確保閥門品質和工作可靠性。梅蓄、陽蓄電站嚴格開展閥門的設計和審查工作，投運后未出現閥門的滲漏和質量問題，閥門管控質量優(yōu)異。

（3）重視螺栓緊固件的設計選型和品質控制。螺栓緊固件用途廣，頂蓋等重要螺栓涉及電廠設備的本質安全。對螺栓緊固件設計、選型和材料選擇均按工作條件進行審查，并確保品質安全。特別是對大軸螺栓、頂蓋螺栓、轉子及轉動部件相關螺栓和球閥螺栓進行重點管控，并對高壓設備螺栓進行重點把關。梅蓄、陽蓄電站設計生產過程中，對設備螺栓進行了專門討論和審查，緊固件工作表現良好，未出現異常情況。

（4）重視管路系統(tǒng)選型可靠性。對管路材料，梅蓄陽蓄基本選擇了不銹鋼材料管路，雖然一些投入偏高，但無須擔憂防腐問題，也可以避免碳鋼管路穿孔導致的滲漏和管路檢修更換問題，全生命周期造價屬于優(yōu)選。對管路連接法蘭及其密封和緊固件，要按照壓力等級或提高一個等級進行選型，采用金屬密封或聚四氟乙烯等法蘭密封材料。

（5）重視電氣一次設備絕緣設計和防護。電氣設備解決絕緣設計問題是確保電氣設備質量的重要保障，聚焦絕緣設計和絕緣材料的選擇，重點關注電氣設備安裝環(huán)境，嚴格開展電氣預防性試驗，確保到貨和安裝后的電氣設備質量。通過嚴格管控，梅蓄和陽蓄電站實現了接入系統(tǒng)等電氣設備一次性充電成功。

（6）重視二次監(jiān)測和控制設備的可靠性選型。傳感器、繼電器、變送器、卡件等二次設備的品質可靠性決定了以后機組設備運行可靠性，將提高可靠性指標。梅蓄、陽蓄電站根據以往經驗，選擇可靠性高的二次設備，未出現因二次設備品質低易損壞導致的機組啟停失敗等事件。

4 機電設備質量管理關鍵點

分析影響設備安全投運的核心關鍵因素，建立機電設備管理質量關鍵點，對設備質量管控做到有的放矢。按進水閥設備、水泵水輪機設備、發(fā)電電動機、水力輔助機械設備、尾閘設備等梳理每類系統(tǒng)和設備的質量關鍵點，在機電建設管理全過程從招標、設計、制造到安裝調試的每個環(huán)節(jié)都進行重點管控，都處于受控狀態(tài)，避免質量關鍵點處于疏忽或真空狀態(tài)。機電設備質量管理關鍵點主要包括：機組水力設計和共振分析，機組軸系和轉動部件的安全設計，水淹廠房分析與管控措施，發(fā)電機絕緣設計與絕緣質量，重要設備的剛強度分析，高壓設備的質量與安全，二次設備的可靠性等。

5 各階段機電設備質量管控

根據上述機電設備質量管控機制，梅蓄和陽江電站在招標設計、設計聯絡、生產制造和安裝調試4個階段，協調設計、生產、監(jiān)理和業(yè)主單位，由業(yè)主統(tǒng)籌全過程開展和落實設備質量管理工作，確保設備品質。

在招標設計階段，結合投運電站設備缺陷與經驗總結、重復設備缺陷及反措、設備質量管理關鍵點，編制規(guī)范化和標準化招標技術規(guī)范書，召開多次嚴格審查技術規(guī)定和要求，明確合同機電設備質量管控要求，從招標開始進行設備入口把關。

在設計聯絡階段，按合同規(guī)定時間和內容要求召開4次機組綜合設計聯絡會，解決重要的技術問題，確定設計方案。對調速器、監(jiān)控和球閥控制系統(tǒng)等應召開專題設計聯絡會，設計聯絡階段還應完成設計圖紙審查。設計聯絡是落實合同規(guī)定，控制設備質量的重要過程，業(yè)主單位應充分發(fā)揮主動管控作用。對監(jiān)控系統(tǒng)等控制系統(tǒng)還可以開展聯合開發(fā)，提高調試運行效率。

6 梅蓄和陽蓄電站機電設備質量管理特點

設備生產制造、安裝調試周期緊湊，對設備質量管理難度高、有挑戰(zhàn)。從主機合同簽訂到首臺尾水管吊裝不超過18個月，到首臺機組投產不超過37個月。首臺機組安裝調試工期梅蓄最快為19個月，并在半年內實現了兩電站全部機組全面投產。

特別重視設計選型工作，嚴把設備入口關。機電各設備設計合理、優(yōu)良，安裝調試階段未出現因設計問題導致的重復設計、返工或設備缺陷。確保設備到貨后不返廠，基本杜絕以往電站重復缺陷的發(fā)生。

機組設備調試電站接入系統(tǒng)一次性充電成功，設備可靠；電站上游和下游水道一次性充水成功，上下庫進出水口金屬結構、機組進水閥和尾閘無異常漏水現象，特別是尾閘室滴水不漏；機組調試期間無主要設備損壞或缺陷，關鍵調試一次性成功。

機電設備質量管理績效優(yōu)良，未出現因設備質量問題導致的主要主輔設備損壞和設備缺陷，設備整體表現優(yōu)良，可靠性高。調試和投運初期基本未出現設備停運返修情況。

積極開展設備自主可控攻關，一批重要設備實現國產化，并且順利通過調試投產。國內首臺大容量抽水蓄能機組出口成套開關設備成功研制和投運，奧氏體不銹鋼球閥接力器國內首次實現完全國產化，一批振動和擺度傳感器等關鍵監(jiān)測控制設備也成功實現了進口替代。

機組設備性能指標優(yōu)良，績效表現好。梅蓄機組大軸擺度控制在5道以內，發(fā)電機層噪聲幾乎達到靜音狀態(tài)；700 m水頭段的陽蓄水輪機振動表現在全負荷段表現優(yōu)異，頂蓋垂直振動最大值不大于0.50 mm/s，達到行業(yè)領先水平。

7 結語

梅蓄和陽蓄電站機電設備質量管理機制嚴密，在招標、設計、制造、安裝和調試各階段無縫銜接貫徹質量管理要求，順利完成機組實現機組投產。機組運行效果優(yōu)良，整體質量管控成果顯著，可以為蓬勃發(fā)展的抽蓄行業(yè)及相關機電管理工作提供經驗和借鑒，體現了大國重器的質量標桿。