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      進水球閥前壓力鋼管湊合節(jié)精準(zhǔn)配割方法

      2023-08-16 10:42:48施庭東李光榮
      水電站機電技術(shù) 2023年7期
      關(guān)鍵詞:延伸段蝸殼球閥

      董 博,施庭東,李光榮

      (中國水利水電第十四工程局有限公司,云南 昆明 650041)

      1 引言

      抽水蓄能電站通常水頭較高,引水隧道較長,多采用一管多機的引流方式。進水球閥安裝于蝸殼和壓力鋼管出口中間,關(guān)閉后可將上水庫和發(fā)電機組有效隔斷;停機時減小機組漏水量,減小水力損失;若機組運行時調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障,導(dǎo)葉無法關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)時,則迅速關(guān)閉進水閥,截斷水流,防止發(fā)生飛逸事故,因此進水球閥的安裝質(zhì)量關(guān)系到整個地下廠房安全。筆者所述電站共布置4 臺單機容量為300 MW 的半傘式抽水蓄能機組,額定轉(zhuǎn)速428.6 r/min,額定水頭416 m,壓力鋼管直徑2 300 mm。

      進水球閥帶水開關(guān)時在水錘力作用下會產(chǎn)生位移,為更好的釋放應(yīng)力和拆卸方便,伸縮節(jié)處通常設(shè)置伸縮間隙,使得進水球閥在運動中釋放作用力,在拆卸檢修時方便拆卸。進水球閥安裝時上游壓力鋼管及下游蝸殼延伸段均已安裝完成,進水球閥下游部件均為法蘭連接采用螺栓把合固定,無調(diào)節(jié)余量,制造、安裝過程產(chǎn)生的累積誤差只能在壓力鋼管與進水球閥接口焊縫處消除。湊合節(jié)配割制作坡口時還應(yīng)控制平面度,防止焊縫間距不一致導(dǎo)致焊接時應(yīng)力偏差較大,產(chǎn)生較大焊接熱位移影響安裝質(zhì)量。

      表1 進水球閥主要部件參數(shù)統(tǒng)計表

      2 施工順序

      施工準(zhǔn)備→進水球閥基礎(chǔ)埋設(shè)澆筑→伸縮節(jié)及活套法蘭預(yù)存→延伸管預(yù)存→進水閥吊裝就位→伸縮節(jié)與球閥組裝→組合體調(diào)整→測量計算湊合節(jié)配割量→劃線配割及坡口制作→配割后尺寸檢查→延伸管安裝→整體調(diào)整檢查。

      3 操作要點

      3.1 施工準(zhǔn)備

      配置好相關(guān)施工材料和工器具,規(guī)劃設(shè)備擺放區(qū)域及施工用電布置,規(guī)劃及布置施工通道。完成主要部件法蘭面清洗檢查、重要尺寸復(fù)測記錄以及焊縫坡口油漆打磨檢查工作,主要包括:

      (1)檢查球閥檢修、工作密封與活門間相應(yīng)的把合螺栓預(yù)緊和防松動情況;

      (2)檢查球閥各加工面外觀,應(yīng)無銹蝕;

      圖1 進水球閥部件安裝示意圖

      (3)檢查檢修密封機械鎖裝置,投入或退出靈活性;

      (4)將球閥置于全開位置,測量檢修、工作密封與活門的錯牙情況;

      (5)檢查標(biāo)識預(yù)埋的蝸殼延伸段和壓力鋼管出口中心線和高程標(biāo)記點。

      3.2 進水球閥基礎(chǔ)埋設(shè)與澆筑

      測量蝸殼延伸段法蘭面的實際中心、高程、垂直度,同時檢查壓力鋼管與蝸殼延伸段軸線的偏差,以及壓力鋼管中心及蝸殼延伸段中心的偏差。在蝸殼延伸管法蘭和壓力鋼管出口懸掛中心鋼琴線,作為基準(zhǔn)調(diào)整基礎(chǔ)螺栓。基礎(chǔ)螺栓安裝后澆筑二期混凝土,安裝時注意保護螺栓螺牙;養(yǎng)護完成后安裝基礎(chǔ)板,以延伸段腰線高程作為高程調(diào)整基準(zhǔn)。

      3.3 部件預(yù)存

      安裝時各部件通過預(yù)留的球閥吊物孔吊裝就位,空間有限,需要先將延伸管、伸縮節(jié)及活套法蘭預(yù)存。分8 個點測量延伸管、伸縮節(jié)沿水流方向的長度,與圖紙對照并記錄偏差。將活套法蘭套裝到伸縮節(jié)上,綁扎固定牢靠,安裝吊具先將伸縮節(jié)吊至球閥下游預(yù)裝,底部放置方木防護,同樣將上游延伸管吊裝就位預(yù)存。

      3.4 進水球閥吊裝就位

      在球閥基礎(chǔ)板安裝完成后進行球閥吊裝工作。在安裝間將球閥吊起清掃底座并檢查無高點毛刺,檢查球閥處于全開狀態(tài)并且投入鎖定。在球閥地腳螺栓處包裹3 層銅皮并綁扎牢固,試吊3 次后通過手拉葫蘆調(diào)整球閥底座水平度小于1 mm/m。沿著既定的吊裝路線將球閥吊至吊物孔上方,調(diào)整位置后通過吊物孔下落到基礎(chǔ)上方,找正螺栓孔位置后緩慢下落至基礎(chǔ)上。初調(diào)蝸殼延伸段到球閥距離及平行度,此時距離可大不可小,完成后將球閥基礎(chǔ)螺栓安裝旋緊,避免球閥傾倒。

      3.5 伸縮節(jié)與球閥組合調(diào)整

      將伸縮節(jié)清掃干凈,安裝吊具和法蘭間密封圈,完成后緩慢提升伸縮節(jié)。當(dāng)伸縮節(jié)提升至與球閥相同高度時安裝腰線2 顆預(yù)緊螺栓,通過預(yù)緊螺栓使伸縮節(jié)法蘭面和球閥法蘭面貼死,逐一安裝把合螺栓,緊固時對稱預(yù)緊螺栓。使用橋機和千斤頂配合將進水球閥和伸縮節(jié)組合體往下游移動,使其緊貼蝸殼延伸段法蘭,依據(jù)蝸殼延伸段調(diào)整組合體,調(diào)整至兩管口錯牙最小,管口法蘭間無間隙。

      3.6 測量計算配割量

      首先復(fù)測球閥上游法蘭面與壓力鋼管出口處中心、高程偏差,偏差大時調(diào)整壓力鋼管最后一節(jié)以消除偏差,配割量計算以球閥上游法蘭面作為基準(zhǔn)測量。將管口圓周均分為12 個點,逐一測量壓力鋼管出口至球閥上游法蘭面距離,記為B;測量延伸管本體長度,記為Y;配割時考慮單條焊縫焊接熱收縮量為1.5 mm(具體根據(jù)鋼管板材厚度選擇),記為f;安裝后伸縮節(jié)與蝸殼延伸段法蘭面距離記為g;壓力鋼管出口配割量記為x,則x計算方法如下:

      3.7 劃線配割與坡口制作

      將壓力鋼管出口處清掃干凈,按照計算的配割量在壓力鋼管出口處劃線。劃線時同樣取12 個點測量,控制點設(shè)置后連點成線,為了便于操作,鋼管腰線以下部分從內(nèi)壁劃線,腰線以上部分從外壁劃線。劃線完成后采用半自動火焰切割器分段完成鋼板切割,切割完成后調(diào)整切割器角度,進行出口處坡口制作,主要坡口制作時按照圖紙要求留出鈍邊。制作完成后使用磨光機打磨平滑,制作的坡口采用PT 檢測無缺陷。

      3.8 延伸管安裝及整體調(diào)整

      復(fù)測壓力鋼管出口至球閥上游法蘭面距離,符合要求后清掃球閥和延伸管法蘭面,安裝法蘭面密封圈。完成后使用橋機緩慢將延伸管提升就位,安裝球閥上游把合螺栓,通過拉伸螺栓將延伸管和進水球閥組裝成整體。使用橋機和手拉葫蘆將球閥本體、伸縮節(jié)和延伸管組合體往上游移動至靠近飲水鋼管出口,調(diào)整上游延伸管和壓力鋼管出口接縫處間隙和錯牙,同時兼顧下游伸縮節(jié)與蝸殼延伸段接縫處錯牙。調(diào)整完成后測量下游伸縮節(jié)與蝸殼延伸段伸縮間隙應(yīng)符合要求。

      4 與常規(guī)配割方法的差異

      從結(jié)構(gòu)上看,球閥下游伸縮節(jié)采用法蘭連接,必須精確控制兩法蘭平行度,為避免安裝后有漏水情況,只能首先保證伸縮節(jié)與蝸殼延伸段兩法蘭平行度,將所產(chǎn)生的偏差轉(zhuǎn)移到壓力鋼管與延伸管處接縫處,通過焊接打磨的方式消除偏差。常規(guī)采用直接測量壓力鋼管出口至蝸殼延伸段法蘭面距離計算配割量,若將測量值記為a,進水球閥沿水流方向?qū)崪y長度記為b,伸縮節(jié)實測長度記為c,則此時配割量x計算如下:

      x=Y+b+c+g-a-2×f(2)

      配割完成后先安裝上游延伸管,最后調(diào)整伸縮節(jié),此種方法由于距離過長會產(chǎn)生較大的測量誤差,安裝后需要根據(jù)伸縮節(jié)間隙再次配割調(diào)整,才能精確控制伸縮節(jié)活動間隙。

      本文介紹的方法即首先安裝伸縮節(jié),并以伸縮節(jié)為基準(zhǔn)安裝上游部件,真正做到首先保證伸縮節(jié)的伸縮位移及兩法蘭面平行度,確保伸縮節(jié)部位安裝后不滲漏。計算簡單并且測量結(jié)果精確,未預(yù)裝而得到了預(yù)裝的效果。

      5 結(jié)語

      本文敘述的壓力鋼管出口尺寸精準(zhǔn)配割方法有利于提高進水球閥安裝質(zhì)量,在計算配割量時簡單準(zhǔn)確,施工方便,可節(jié)約施工工期約12 d。需要注意的是針對不同厚度的鋼管焊接時產(chǎn)生的收縮量不同,在計算前應(yīng)根據(jù)鋼管厚度合理選擇焊縫收縮余量。

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