一種水輪機進水閥的快速安裝方法

焦興平

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局，新疆 伊犁 835000)

1 問題的提出

某工程為無調節(jié)水庫徑流式水電站，安裝3臺混流式水輪發(fā)電機組，單管單機布置，每臺機組蝸殼前布置1臺2500Dx7pk41Xh－25Mn型進水蝴蝶閥。

水電站建設包括引水(蓄水)工程建設、輸水工程建設、廠房建設、排水工程建設以及水工機械、水輪發(fā)電機組及其附屬設備的安裝調試等。在水工建筑物按工期節(jié)點建設完成后，廠房內、外設備的安裝調試應同時展開，為水輪發(fā)電機組做有水調試打好基礎。如果在進水閥處和尾水閘門處達到設備安裝條件時，能夠迅速將設備安裝到位，可有效阻止廠房上、下游來水，為廠內設備的正常安裝調試贏得時間;同時，在上游進水口的閘門及啟閉機設備安裝調試時，進水閥設備又為廠內設備安裝調試提供了安全保障。

該過程的關鍵是進水閥和尾水閘門安裝調試要快速完成。尾水閘門一般具備安裝條件較早，設備相對單一，能夠很快完成安裝調試，但進水閥的安裝包括進水閥本體及其附件的安裝(在蝸殼安裝完成的情況下)、液壓站的安裝、操作控制系統的安裝調試、管路安裝焊接、液壓油品的采購、請廠家人員進行進水閥整體無水調試等環(huán)節(jié)，程序較為復雜。對于該電站，要在具備條件后將3個進水閥迅速安裝調試完畢，防止上游調試進水和雨水、洪水從壓力管道進入廠房。鑒于這種情況，經過研究，采用了一種既能保證安裝質量，又能節(jié)省工期的施工方法。

2 進水閥快速安裝方法

該電站進水主閥為臥軸雙密封液壓控制蝶閥，主閥公稱直徑為DN 2500，壓力等級為PN 2.5MPa，開啟和關閉時間可調;采用獨立的油壓裝置為主閥接力器提供操作油源，主閥的下游側設有波紋管伸縮節(jié)，伸縮節(jié)由其他廠家供貨，現場與進水閥所配法蘭焊接;主閥配有單獨的操作控制系統。

進水閥系統安裝流程如圖1所示。在設備正式安裝前做好技術準備，圖紙尺寸和現場實際尺寸應一致，準備好必要的工具和裝備，在安裝間留足擺放設備的空間，對到貨的設備要拆檢并清洗干凈，各密封面和精加工面必須清潔，無污物和毛刺。下面介紹進水閥系統安裝步驟。

圖1 進水閥系統安裝流程

2.1 進水閥上、下游短接管的安裝

(1)檢查進水閥安裝現場實際尺寸和圖紙設計尺寸，保證一致。根據現場實際尺寸對進水閥上游短接管進行配割，配割時要考慮一定的修割和焊接余量。配割完成后，用橋式起重機吊裝上游短接管，根據進水閥閥體中心線來安裝上游短接管，在初步安裝加固后對安裝尺寸進行復核，保證其和設計尺寸一致。

(2)上游短接管復核完成后，再對進水閥本體、伸縮節(jié)和下游短接管按圖紙進行復核，根據兩者的尺寸偏差來切割下游短接管，同樣要考慮修割和焊接余量。切割完成后安裝下游短接管，并根據進水閥的中心線來調整下游短接管，安裝質量應符合設計要求。

2.2 進水閥本體安裝

(1)由于進水閥支墩未澆筑完成，因此，先制作了2座鋼支墩，上面放置2臺320 kN千斤頂，用來支撐和調整進水閥的安裝偏差。

(2)用橋式起重機吊裝閥體并將其落在千斤頂上，利用水準儀檢查上、下游短接管與閥體的高程，利用千斤頂調整閥體高程。比較沿水流方向的中心線與壓力鋼管和蝸殼實際中心線的高程，調整偏差控制在3.0 mm以內;橫向中心線(上、下游位置)與設計中心線的偏差不大于10.0 mm。

(3)中心調整完成后，將閥體與上游短接管螺栓連接，之后進行進水閥整體垂直度和水平度的調整。利用在閥體法蘭面吊線錐的方法進行垂直度的調整，用拉緊器配合千斤頂進行調整，偏差控制在2.5 mm以內。

(4)進水閥本體安裝完成后，就可以移交工作面澆筑混凝土支墩，以便在支墩凝固后及時進行設備調試。

2.3 伸縮節(jié)的安裝焊接

(1)伸縮節(jié)安裝前應按設計要求對波紋管段進行檢查;檢查裝焊波紋管段的距離、兩側管口圓度和錯牙，均應符合設計要求。

(2)在伸縮節(jié)外殼兩端制備2 mm鈍邊的V形焊接坡口，將伸縮節(jié)與進水閥端配套法蘭和下游短接管端配套法蘭分別用螺絲連接起來，吊裝伸縮節(jié)本體至安裝位置，調整好伸縮節(jié)位置，將伸縮節(jié)兩端法蘭點焊連接在伸縮節(jié)上，至此伸縮節(jié)預裝完成，伸縮節(jié)和兩端法蘭一起吊至安裝間。

(3)在安裝間焊接平臺上，檢查伸縮節(jié)壓縮(或伸長)量，保證其符合設計要求，之后進行法蘭焊接。焊接時要求4個焊工對稱均勻施焊，采用分段退步焊接方法，焊接前對焊接部位做好焊接標價，焊接過程中要嚴格按照焊接規(guī)范進行操作，密切監(jiān)視焊接質量，防止法蘭因焊接受熱不均而變形。

(4)兩端法蘭焊接完成后，法蘭變形應在1 mm內，對其進行焊接檢查后，再焊接伸縮節(jié)內襯筒。

2.4 進水閥上、下游短接管的焊接及檢驗

(1)這2條焊縫為一類焊縫，要嚴格按照規(guī)范要求進行施焊，焊條必須按照說明書要求的溫度和時間進行烘焙，并且要有專人負責保管。

(2)技術人員要實時對環(huán)境溫度、濕度等現場條件以及焊接部位、焊接方法、焊接質量等進行監(jiān)控，做好記錄。

(3)焊接按順時針順序進行，上半部焊縫先焊內側，下半部焊縫先焊外側，每道焊縫由4名焊工均勻分布在上下對稱方向同時進行分段退步施焊，分段長度為300～500mm，層間接頭錯開30～50mm，4個人的焊接速度一致。焊完一層，焊下一層前將前一層的焊道雜物清理干凈，打磨掉滲碳層。焊滿1/3～1/2坡口深度后在背面清根并焊滿，然后焊滿另一面焊縫。

(4)焊接完的焊縫要嚴格進行焊縫外觀檢查、無損檢測以保證焊接質量。在進行焊縫外觀檢查時，未發(fā)現裂紋、表面夾渣、未焊滿、表面氣孔、飛濺、焊瘤等缺陷，咬邊最大深度小于0.5 mm，連續(xù)長度最大80 mm，滿足規(guī)范要求;在進行100%超聲波探傷時未發(fā)現內部缺陷，達到BI級合格要求。

2.5 操作控制系統的安裝

操作控制系統分為液壓站操作系統和電氣控制系統。液壓站系統由液壓站、油缸組件、油路切換控制組件、不銹鋼無縫鋼管、高壓膠管等組成，電氣控制系統由控制柜、電動機、操作開關等附件組成。在安裝過程中，應嚴格按照圖紙尺寸安裝。在操作管路焊接時用氬弧焊焊接，防止出現夾渣，整個管路系統焊接完畢后拆除清洗，用高壓氣吹掃，再用干凈的白布拉洗后裝回。在操作控制部分安裝完后，就可澆筑基礎等二期混凝土，為調試做準備。

2.6 進水閥系統的整體調試

在進水閥及其附屬設備全部安裝完成并檢查合格后，在廠家人員在場的情況下進行注油和調試。

(1)進行控制回路的檢查和單體單點調試，以保證控制回路電源、接線、元件的正常和完好。

(2)液壓系統調試和參數整定。檢查油位和傳感器等，指示正常;點動油泵查看，正常。隨后進行工作油泵、備用油泵的啟/停和報警參數的調試設置。液壓站工作油泵啟動壓力整定為14.5 MPa，停泵壓力整定為17.0 MPa;液壓站備用油泵啟動壓力整定為14.0 MPa，停泵壓力整定為17.0 MPa，同時發(fā)出油壓低信號;液壓站事故低油壓壓力整定為13.5 MPa，同時控制面板上液壓故障燈亮，發(fā)出事故低油壓信號;液壓站壓力過高壓力整定為17.5 MPa，發(fā)出壓力過高信號;液壓站組合閥溢流閥動作整定為18.0 MPa。將油壓打至17.0 MPa額定油壓進行保壓試驗，系統無漏油等異?，F象。

(3)進水閥流程和持續(xù)動作進行調試。先進行鎖定、旁通閥、進水閥單點開關調試正常，各接近開關位置調整到位;再進行進水閥開關流程調試，緊急關閥動作調試，先后動作5次，各流程都正常動作，模擬遠控和現地操作進水閥均正常動作;檢修密封和機械鎖定投退接近開關，位置適當，信號動作正常;在調試期間檢查油泵，油泵切換正常。

(4)調試進水閥的事故低油壓時的動作情況。該電站進水閥液壓站儲氣罐共4個，分別進行了測試，測試結果見表1。

表1 儲能罐測試結果

從測試結果看，2種工作模式下都完成了至少1次由開到關或由關到開的操作，能在電站全廠失電的極端情況下完成1次進水閥的關閉或開啟，完全滿足要求。

3 結束語

進水閥液壓油和廠家人員在進水閥正式安裝前就已到位。按照這種安裝方法，1臺進水閥的安裝在1周內就可完成，加上調試時間，10 d內可完成1臺進水閥的無水調試;經過周密安排，3臺進水閥在不到20 d的時間內全部完成了無水調試，達到了預期目的。

這種快速的水輪機進水閥安裝方法是在對安裝關鍵控制點非常清楚，對設備各個部件配合很了解的情況下進行的，在安裝前要做大量的技術準備工作。該安裝方法通過在該電站的實踐檢驗，被證明是可行的，其應用可縮短水電站施工工期。

［1］GB 8564—2003，水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范［S］.

［2］GB/T 14478—1993，大中型水輪機進水閥門基本技術條件［S］.

［3］SL 36—2006，水工金屬結構焊接通用技術條件［S］.