薩里克特水電站機組安裝質(zhì)量控制

楊 小 軍

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 610072)

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薩里克特水電站機組安裝質(zhì)量控制

楊 小 軍

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 610072)

本文簡述了薩里克特水電站機組安裝的監(jiān)理質(zhì)量控制措施、要點和結(jié)果。

水電站；機組；質(zhì)量控制

1 概 述

薩里克特水電站位于新疆伊犁自治州境內(nèi)，采用引水式開發(fā)，引水?dāng)嗝嫣幎嗄昶骄髁考s62.7 m3/s。樞紐建筑物主要由攔河壩、泄水建筑物、輸水建筑物(引水渠道、輸水隧道、前池、壓力管道)和電站廠房組成，工程為中型Ⅲ等工程。

電站裝設(shè)兩臺10 MW、兩臺30 MW的混流式水輪機發(fā)電機組，總裝機容量80 MW，最大水頭82.5 m，最小水頭77.7 m，額定發(fā)電水頭79.8 m，設(shè)計多年平均發(fā)電量2.9億kW·h，裝機年利用小時數(shù)3 625 h。水輪發(fā)電機機組由福建南電股份有限公司提供，其中大機組定子轉(zhuǎn)子均為現(xiàn)場組裝，定子在安裝間現(xiàn)場疊片、吊入機坑后現(xiàn)場下線；轉(zhuǎn)子在安裝間疊片、掛裝磁極。

2 主要質(zhì)量控制措施

2.1 現(xiàn)場組織機構(gòu)建立

根據(jù)合同工程的特點以及監(jiān)理合同文件規(guī)定，本電站按照矩陣式組織機構(gòu)建立了現(xiàn)場監(jiān)理部，并特別對崗位間接口關(guān)系進行了界定，組織了技術(shù)力量強、專業(yè)配套齊全的項目監(jiān)理人員進駐現(xiàn)場，各專業(yè)、各工程部位的監(jiān)理人員均有明確的分工。在實際的監(jiān)理工作中，監(jiān)理部實行施工現(xiàn)場監(jiān)督管理和合同內(nèi)業(yè)工作并舉，兩者有機結(jié)合，以便在合同和規(guī)范范圍內(nèi)最大限度的發(fā)揮監(jiān)理工程師的職能，以良好的制度促進監(jiān)理工作的有效開展。

2.2 設(shè)備到貨及開箱驗收

各專業(yè)監(jiān)理工程師負責(zé)組織設(shè)備交貨驗收、現(xiàn)場開箱驗收和監(jiān)督安裝單位對機電設(shè)備的保管。同時對安裝單位采購的設(shè)備必須經(jīng)過監(jiān)理工程師的檢查驗收后方可使用，對不滿足要求和不合格的設(shè)備一律予以清場處理。為保證安裝單位做好設(shè)備保管、安裝工作，設(shè)備到貨后及時組織安裝單位進行卸車，對于急需安裝設(shè)備，監(jiān)理工程師及時組織業(yè)主、廠家至現(xiàn)場進行開箱驗收。設(shè)備暫不需安裝的，要求安裝單位根據(jù)設(shè)備保管條件(防潮、防曬等)對設(shè)備進行保護。待安裝時由施工單位提出申請，監(jiān)理工程師組織相關(guān)人員進行開箱驗收。

設(shè)備到貨和開箱時，組織業(yè)主、廠家人員和安裝單位共同進行檢查、清點。主要核查：

(1)包裝箱外觀是否完好，設(shè)備或部件有無損壞或丟失；

(2)對照設(shè)備到貨清冊，核對到貨設(shè)備或部件的規(guī)格、型號、數(shù)量及備品備件等成套供貨范圍；

(3)包裝箱內(nèi)的技術(shù)文件包括交貨明細表、質(zhì)量證明文件、產(chǎn)品使用說明書、安裝維護說明書、出廠試驗報告及竣工圖紙等是否齊全、清晰，并登記造冊；

(4)重點檢查設(shè)備或部件的外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷、缺件及時通報廠家和業(yè)主并記錄在案，同時及時做出處理意見。

2.3 圖紙會審

精心審圖，防范可能因設(shè)計(包括制造廠設(shè)計)疏漏而發(fā)生的質(zhì)量問題。在設(shè)備安裝前認真審閱工程設(shè)計及廠家圖紙，組織圖紙會審、設(shè)計交底以設(shè)備制造廠現(xiàn)場技術(shù)交底，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計上、設(shè)備制造上可能存在的一些問題，以便盡早采取彌補措施，將質(zhì)量、安全隱患盡早消除。專業(yè)監(jiān)理工程師核對相關(guān)規(guī)范標(biāo)準的技術(shù)要求，對施工單位編制的施工組織措施進行全面、周密審查，發(fā)現(xiàn)重要的技術(shù)問題及時與設(shè)備廠家和工程設(shè)計單位協(xié)商、溝通，及時研究處理。

監(jiān)理應(yīng)熟悉圖紙，了解工程特點及關(guān)鍵部位的質(zhì)量要求，除了機組圖紙外，還要對其它輔機、電氣圖紙進行仔細研讀。并督促安裝單位認真對待圖紙會審工作，組織人員將圖紙中影響施工、質(zhì)量及與其它專業(yè)碰車、差錯等問題進行匯總，填寫會審記錄提交。監(jiān)理再協(xié)調(diào)設(shè)計方確定時間進行設(shè)計交底，解決會審過程中提出的問題和設(shè)計對施工過程需強調(diào)的要求，會后由安裝單位整理填寫“圖紙會審紀要”。此紀要經(jīng)設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理、安裝單位會簽后，可作為施工依據(jù)。

2.4 質(zhì)量監(jiān)控及驗收

實行以單元工程為基礎(chǔ)、以工序控制為手段的質(zhì)量控制和質(zhì)量評定制度，質(zhì)量監(jiān)控措施主要為巡視、平行檢驗，關(guān)鍵工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理。實行旁站的機組安裝項目有：蝸殼焊縫探傷、聯(lián)軸螺栓伸長；定子耐壓試驗、定子鐵損試驗、轉(zhuǎn)子耐壓試驗、機組軸線檢查等，通過旁站監(jiān)督，確保了安裝過程質(zhì)量受控。

關(guān)鍵部位、重要工序和重要單元工程及分部工程安裝、調(diào)試完成后，及時組織由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、廠家代表和安裝人員參加的聯(lián)合檢查驗收。這種聯(lián)檢驗收可以集思廣益、多方面、多視角地進行全面檢查和發(fā)現(xiàn)問題，與監(jiān)理工程師平時的巡視檢查和旁站監(jiān)督相結(jié)合，更有利于保證設(shè)備安裝質(zhì)量。如定子、轉(zhuǎn)子組裝試驗，定子、轉(zhuǎn)子吊裝等重要或關(guān)鍵工序都安排了認真細致的聯(lián)合檢查驗收，保證了關(guān)鍵工序的順利完成。

2.5 重要設(shè)備和重要工序質(zhì)量控制

質(zhì)量控制必須貫穿于設(shè)備安裝試驗的全過程，采取重要工序控制與一般工序檢查相結(jié)合，旁站監(jiān)督與巡視檢查相結(jié)合的監(jiān)理工作方式，使安裝、試驗質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)。

對于重要安裝工序如：水輪機導(dǎo)水機構(gòu)預(yù)裝；水導(dǎo)軸承安裝；轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸吊裝；發(fā)電機定子組裝、下線、線棒并頭塊釬焊；轉(zhuǎn)子組裝、焊接、疊片、磁極掛裝； 定子、轉(zhuǎn)子電氣試驗；上機架及推力軸承安裝和吊裝；發(fā)電機定子吊裝；發(fā)電機轉(zhuǎn)子吊裝。在實施前要求安裝單位編制和報送“安裝方案”和“調(diào)試大綱”，經(jīng)監(jiān)理審核后實施，以保證設(shè)備安裝有目標(biāo)、有計劃、有次序地進行。

對于水輪機座環(huán)、機坑里襯、底環(huán)及轉(zhuǎn)輪室等重要埋設(shè)部件安裝，在安裝調(diào)整完成后，先由施工單位進行三級自檢，再由專業(yè)測量監(jiān)理工程師對測量數(shù)據(jù)(用測量儀器測量)成果進行復(fù)檢，最后由專業(yè)監(jiān)理工程師對呈報數(shù)據(jù)(用測量工具測量)進行現(xiàn)場測量核查，核查無誤后現(xiàn)場簽證，同意進入下一步混凝土澆筑工序。混凝土澆筑，一是要求土建單位根據(jù)埋件設(shè)備自身特點及設(shè)備制造廠家要求，嚴格控制分層分塊澆筑的高度及速度；二是要求安裝單位在澆筑過程中實時監(jiān)測各部位位移、設(shè)備自身變形等情況。數(shù)據(jù)變化較大的組織召開專題會分析原因，認真分析研究此數(shù)據(jù)位移變化是否影響安裝質(zhì)量，影響安裝質(zhì)量則必須研究提出處理方案。同時杜絕在后續(xù)施工中因同一因素引起的失誤，防微杜漸，使其他相關(guān)機組安裝工作得以順利開展。

水輪機轉(zhuǎn)輪、發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子組裝等在安裝過程中和安裝完成后，監(jiān)理工程師根據(jù)工程設(shè)計和廠家圖紙、文件及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準的要求，深入現(xiàn)場進行巡視檢查和工序檢驗，嚴把質(zhì)量關(guān)，并使主要安裝工序處于監(jiān)控狀態(tài)。

堅持主要工序的檢查、驗收工作，要求安裝單位及時填報各工序質(zhì)量檢查驗收記錄表，以保證安裝過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的真實性、正確性和及時性。

3 主要質(zhì)量控制要點

3.1 水輪機安裝

(1)肘管：①安裝位置尺寸(進出口水平、中心及高程、里程)的檢查；②焊縫的焊前檢查及焊后內(nèi)部、外觀檢測，焊接完成后使用PT檢測；③附件及加固措施的檢查；④二期混凝土回填過程中監(jiān)測混凝土澆筑上升速度。

(2)錐管：安裝位置(上下口水平、中心及高程)的檢查；法蘭面的清理、檢查；螺栓的連接。

(3)蝸殼：①對接縫的間隙、拼裝縱縫的錯邊、間隙的控制；②對裝后兩端管口周長、縱縫處弧度、管口平面度、縱縫間隙以及縱縫處錯牙，蝸殼開口尺寸、開口對角線差、腰長差等尺寸的控制；③焊接工藝控制，要求安裝單位上報掛裝、焊接施工技術(shù)措施，經(jīng)監(jiān)理批復(fù)后實施；④安裝位置(定位節(jié)安裝的中心、高程及遠點半徑、垂直度)的檢查；⑤焊縫焊前的錯位檢查、焊后的內(nèi)部外觀檢測；⑥附件的安裝及加固措施的檢查；⑦檢查基礎(chǔ)環(huán)、座環(huán)圓度及與機組中心線的同心度。

(4)機坑里襯：檢查與座環(huán)中心的同軸度、高程。

(5)接力器里襯：①檢查與座環(huán)中心的同軸度、法蘭面的垂直度、中心及高程；②檢查法蘭面及中心線與機組坐標(biāo)基準線平行度、與機組坐標(biāo)基準線距離。

(6)導(dǎo)水機構(gòu)：①檢查底環(huán)止漏環(huán)與頂蓋止漏環(huán)同軸度、圓度；②底環(huán)上平面水平度不大于0.35 mm，與機組x、y線方向偏差小于2 mm，綜合方位差不大于1 mm；③導(dǎo)葉上、下端面間隙滿足廠家要求，導(dǎo)葉軸套孔同軸度控制在0.1 mm以內(nèi)；④導(dǎo)葉立面合縫間隙用0.02 mm塞尺檢查，不能通過；允許有局部間隙，不超過周長的20%；⑤組合螺栓及銷釘周圍不應(yīng)有間隙，組合縫處的安裝面錯牙一般不超過0.10 mm。

(7)轉(zhuǎn)動部分：①轉(zhuǎn)輪在安裝間與主軸連接時以主軸為中心，檢查轉(zhuǎn)輪上、下止漏環(huán)的同軸度及圓度；②轉(zhuǎn)輪就位后，用塞尺檢查上、下止漏環(huán)一周的間隙應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范的要求;③主軸上法蘭面高程應(yīng)較設(shè)計高程低10 mm左右。

(8)水導(dǎo)軸承和密封：應(yīng)根據(jù)制造廠的要求并考慮盤車擺度值綜合確定軸瓦間隙；主軸密封與軸的同軸度應(yīng)按設(shè)計要求嚴格控制。

3.2 發(fā)電機安裝

(1)定子下線：小機組定子是整體到貨，大機組定子是現(xiàn)場合縫下線。①下線前，督促安裝單位做好材料、工具和設(shè)備的清點；下線環(huán)境的清掃；搭建牢固和安全的下線平臺及扶梯并設(shè)足夠的照明，頂部設(shè)置防護棚；設(shè)置足夠的采暖、通風(fēng)設(shè)備，保證安裝場地的溫度。不低于15 ℃，相對濕度不高于75%；按照定子繞組的順序?qū)㈣F心槽編號，要放置溫度傳感器的鐵心槽做好特殊標(biāo)記；定子回路環(huán)支架的安裝、焊接工作完成;②支持環(huán)裝配應(yīng)按制造廠規(guī)定進行；金屬支持環(huán)接頭焊接，應(yīng)用非磁性材料；絕緣支持環(huán)連接應(yīng)符合制造廠要求；絕緣包扎須緊密，原有絕緣與新絕緣搭接處應(yīng)削成斜坡，搭接長度一般不小于30 mm;③線棒嵌裝前，用干燥的壓縮空氣先將鐵心槽和通風(fēng)溝再次進行吹掃，用白布將槽溝拉一遍；用手抬起線棒并置于要嵌入的槽附近，使線棒的豎直位置達到支持平臺的高度，上下兩端均在在接近槽口處即可開始嵌入鐵心槽，注意上下端同時推進；若線棒嵌到位時，線棒的高程需要調(diào)整，可適當(dāng)移動，但移動距離不得超過5 mm；上下層線圈接頭，相互錯位不應(yīng)大于5 mm，前后距離偏差應(yīng)在連接套長度范圍內(nèi)；線圈直線部分嵌入線槽后，單側(cè)間隙超過0.3 mm、連續(xù)長度大于100 mm時，可用半導(dǎo)體墊條塞實，塞入深度應(yīng)盡量與線圈嵌入深度相等；有測溫電阻的槽，線棒嵌裝到位后要立即對測溫電阻進行檢查并測量絕緣電阻;④上下端槽楔應(yīng)無間隙，其余槽楔有間隙的長度不超過槽楔長度的1/3；槽楔不應(yīng)凸出鐵心，槽楔上通風(fēng)溝與鐵心通風(fēng)溝中心應(yīng)對齊，偏差不大于3 mm；所有槽楔伸出槽口長度相互高差不大于5 mm;⑤接頭并頭焊接前，對線棒端部進行清洗；在匯流母線的安裝以及線棒的并頭焊接時，要充分保證水、電、氣的供應(yīng)，控制好焊接的時間，焊鉗與并頭線棒要面接觸，嚴禁點接觸，并且要增長焊接后的空壓氣冷卻時間；焊后接頭應(yīng)無氣孔、夾渣，表面光滑；測量直流電阻，最大最小值之比不應(yīng)超過1.2;⑥定子線棒嵌入前，對所到貨線棒進行抽查耐壓，耐壓等級為2.75 UN+2.5 kV；線圈嵌裝完后，應(yīng)在額定電壓下測定表面槽電位，最大值應(yīng)控制在10 V以內(nèi)。并進行交流耐壓試驗，耐壓等級為2.5 UN+2.0 kV；定子整體交流耐壓前，應(yīng)分相分階段進行3倍定子額定線電壓的直流耐壓試驗；直流耐壓通后，進行交流耐壓試驗，耐壓等級為2.5 UN+1.0 kV；測量定子繞組的直流電阻。

(2)轉(zhuǎn)子組裝及吊裝：小機組轉(zhuǎn)子現(xiàn)場掛裝磁極，大機組轉(zhuǎn)子現(xiàn)場疊片、掛裝磁極。①發(fā)電機主軸支墩基礎(chǔ)法蘭面水平不大于0.02 mm/m、主軸垂直度應(yīng)控制在0.02 mm/m以內(nèi);②檢查轉(zhuǎn)子中心體各立筋掛鉤高程偏差，應(yīng)不大于1 mm,均勻調(diào)整下磁軛壓板與轉(zhuǎn)子中心體各立筋掛鉤間一般無間隙，并測量下磁軛制動環(huán)板周向波浪度不大于1 mm，徑向水平度不大于0.5 mm；③轉(zhuǎn)子磁軛為一段疊裝，磁軛沖片厚3 mm，控制磁軛高度以及分上、中、下三個斷面測量轉(zhuǎn)子磁軛半徑，要求每斷面半徑與該斷面平均半徑之差不大于±0.59 mm，磁軛平均高度與設(shè)計高度的偏差在0～+7 mm范圍之內(nèi)、轉(zhuǎn)子磁軛的疊壓系數(shù)不小于0.99;④通電加熱使磁軛膨脹，在熱態(tài)下將磁軛鍵打緊，待冷卻后，中心體與磁軛之間產(chǎn)生必要的緊量,磁軛熱打鍵的單邊緊量為0.68 mm;⑤控制轉(zhuǎn)子磁極的掛裝高程，各磁極掛裝高程與平均高程之差不大于±1.5 mm，分上、中、下三個斷面測量各轉(zhuǎn)子磁極鐵芯軸對稱線位置處的半經(jīng)，要求各半徑與磁極相斷面半徑的平均值之差不大于空氣氣隙的±4%(±0.68 mm)，轉(zhuǎn)子整體偏心值不大于0.25 mm。

(3)下機架及下導(dǎo)軸承：①下機架中心體水平度控制在0.05 mm/m以內(nèi);②支臂與中心體結(jié)合面的間隙及錯牙在廠家標(biāo)準以內(nèi)，各支臂有弦距偏差控制;③焊接工藝及焊縫探傷質(zhì)量控制(對焊縫做100%超聲波探傷檢查)以及焊接過程中對機架水平的監(jiān)測。

(4)上機架及上導(dǎo)軸承：①對中心體水平控制在0.05 mm/m以內(nèi);②檢查支臂與中心體結(jié)合面的間隙及錯牙、每條支臂間的弦距差及各支臂頂面的高差;③焊接工藝及焊縫探傷質(zhì)量控制;④擋風(fēng)板與定子線圈的距離，偏差宜正不宜負，控制在圖紙設(shè)計值的0～10%之間;⑤上機架及推力軸承精度控制。

(5)機組軸線：①發(fā)電機主軸與水輪機軸的同軸度的控制;②鏡板安裝后，在其水平不大于0.02 mm/m的狀態(tài)下，用塞尺檢查推力瓦和鏡板間的間隙;③制動器安裝前的密封和耐壓試驗檢查，試驗壓力為16 MPa，持續(xù)30 min不得有漏油，檢查活塞動作靈活,制動器安裝后，其頂面高程偏差不超過±1.0 mm;④盤車準備情況檢查，要求在上導(dǎo)軸領(lǐng)、鏡板、水發(fā)機連軸法蘭、水導(dǎo)軸領(lǐng)處、下導(dǎo)軸領(lǐng)處、轉(zhuǎn)子中心體下法蘭按8等分劃點順時針編號, 各點在軸線方向上的編號一致，并在相位置+X、+Y方向各架設(shè)一塊百分表;⑤盤車時，進行讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)，計算各部位的擺度情況，結(jié)果滿足規(guī)范GB/T8564-2003的要求。

4 主要質(zhì)量控制結(jié)果

機組在安裝過程中，主要加強了各安裝誤差的控制：

(1)座環(huán)安裝中心及方位最大偏差-1 mm，固定導(dǎo)葉中心高程最大偏差+1。

(2)蝸殼焊接完成后，環(huán)縫、縱縫與蝶形邊超聲波探傷合格率最低99%。

(3)接力器安裝前，均進行了9.4 MPa耐壓試驗，10 min無滲漏。

(4)導(dǎo)水機構(gòu)安裝完成后，導(dǎo)葉的立面、端面間隙，主軸與轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸螺栓伸長值、水發(fā)聯(lián)接螺栓伸長值均滿足規(guī)范要求。

(5)定轉(zhuǎn)子組裝完成后，定子鐵芯圓度偏差最大3.05%，轉(zhuǎn)子圓度偏差最大3.12%，均達到規(guī)范要求。

(6)機組聯(lián)軸后及時進行盤車，1號機、2號機、3號機、4號機下導(dǎo)相對擺度分別為0.007 mm/m、0.009 mm/m、0.003 mm/m、0.01mm/m，水導(dǎo)相對擺度分別為0.01 mm/m、0.012 mm/m、0.013 mm/m、0.07mm/m，均滿足規(guī)范要求。

(7)導(dǎo)瓦間隙按照盤車記錄要求進行了調(diào)整，誤差均在0.02mm以內(nèi)。

機組在安裝完成過程中，主要進行了以下試驗：

(1)定子組裝完成后，進行了直流電阻測試，1號機組三相分別是33.87 mΩ、33.89 mΩ、33.86 mΩ，三相最大差別0.09%，2號機組三相分別是33.9 mΩ、33.87 mΩ、33.86 mΩ，三相最大差別0.08%，3號機組三相分別是7.728 mΩ、7.718 mΩ、7.741 mΩ，三相最大差別0.3%，4號機組三相分別是8.133 mΩ、8.117 mΩ、8.16 mΩ，三相最大差別0.53%，均滿足規(guī)范要求。

(2)定子組裝完成后，進行了絕緣測試、直流泄漏試驗和交流耐壓試驗，絕緣電阻大于260 MΩ，吸收比大于2，1號三相直流泄流分別為98 μA、94 μA、89 μA，2號三相直流泄流分別為87 μA、90 μA、92 μA，3號三相直流泄流分別為137 μA、145 μA、114 μA，4號三相直流泄流分別為127 μA、91 μA、120 μA，交流耐壓等級24 kV，耐壓時間1 min，均滿足規(guī)范要求。

(3)轉(zhuǎn)子安裝完成后進行了直流電阻、交流阻抗測試、整體耐壓。1號、2號、3號、4號機組直流電阻分別為326 mΩ、323.6 mΩ、303.6 mΩ、309.2 mΩ；1號、2號、3號、4號機組交流阻抗分別為15.23 Ω、15.16 Ω、75 Ω、75 Ω；交流耐壓等級1 860 V/2 920 V，耐壓時間1 min，滿足要求。

(4)機組啟動后，進行了瓦溫考驗，機組導(dǎo)瓦最高瓦溫39.5 ℃，推力瓦最高瓦溫23.8 ℃，均遠遠低于報警溫度值，滿足要求。

(5)機組啟動后，進行了振動擺度測試，導(dǎo)瓦擺度最大為322 μm，振動最大為60 μm，滿足規(guī)范要求。

5 結(jié) 語

作為電站起發(fā)電功能的主要部件，機組能否安全有效穩(wěn)定運行直接影響到電站的發(fā)電效益，故機組安裝質(zhì)量特別重要，監(jiān)理工程師采取旁站監(jiān)督與巡視檢查相結(jié)合的工作方式，加強過程控制，確保了施工、試驗質(zhì)量滿足設(shè)計和規(guī)范要求。從機組啟動試運行情況，機組的振動擺度、瓦溫等均處于良好狀態(tài)，說明電站機組安裝質(zhì)量整體受控。

2015-05-18

楊小軍(1975-)，男，四川岳池人，高級工程師，從事水電工程監(jiān)理工作。

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1003-9805(2016)04-0086-03