CCS水電站球閥安裝

賈棟林

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝分公司，云南昆明650041）

CCS水電站球閥安裝

賈棟林

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝分公司，云南昆明650041）

厄瓜多爾辛科雷水電站（簡稱CCS水電站）地下廠房裝有8臺進水球閥，分別由哈電和安德里茨公司設計制造，型號為QF678.7-WY2200，本文將詳細介紹該電站進水管節焊接、球閥安裝流程及安裝中的重點和難點，供同類型球閥安裝時進行借鑒。

進水球閥；進水管節焊接；安裝流程；介紹

1　工程概況

CCS水電站地下廠房裝有8臺雙面密封臥式油壓操作球閥，型號為QF750-WY2200，電站額定水頭678.7 m，水輪機為立軸6噴嘴沖擊式機組，壓力鋼管為1管4岔管，每個岔管在機組進水口安裝有一套進水球閥，球閥流通直徑2 200 mm，接力器活塞直徑500 mm，接力器行程1 440 mm，工作油壓6.3 MPa，最大瞬間水錘壓力6.83 m。球閥安裝主要分以下幾個部分：進水管節、球閥本體、伸縮節、接力器、管路及閥門等，其中球閥本體自重102 t，閥體及活門材料為ASTMA148Cr80-50，閥軸材料為20SiMn。

CCS電站球閥安裝于水輪機配水環管上游，主要由閥體、活門、工作密封、檢修密封、軸承、操作機構等組成。閥體底部帶有整體安裝底腳，可將全部垂直荷載傳遞到混凝土基礎上。球閥系液壓操作，臥軸雙面密封球閥，上游為檢修密封，下游為工作密封。上游設有進水接管，下游設有伸縮節以及旁通管路、油水管路。水平位置布置有不銹鋼壓力測孔，在球閥的下游側設有伸縮節（其伸縮量為30 mm，伸縮節為松套法蘭式結構）。在伸縮節頂部有自動空氣閥法蘭接口；在伸縮節的右側設有外開式進人門等。

2　施工流程簡圖

施工流程圖見圖1。

3　安裝準備

對到貨設備進行清點，檢查及清洗進水管節、球閥密封、伸縮節、配水環管的各個密封面。

圖1　施工流程簡圖

球閥安裝前，檢查測量配水環管及引支壓力鋼管的實際中心，確定球閥高程、X軸線和Y軸線，同時檢查壓力鋼管與配水環管軸線的同軸度。球閥安裝基準測量如圖2所示：

圖2　球閥安裝基準測量示意圖

4　球閥和接力器基礎安裝

1）由于接力器的基礎板較大，需在土建綁扎接力器基礎結構鋼筋前將接力器基礎墩擺放在預留坑內，并根據設計圖紙初步調整接力器基礎支墩的高程和中心，待土建二期混凝土澆筑完成后進行球閥基礎和接力器基礎的安裝。

2）首先安裝球閥基礎板及其預埋螺栓，先測量配水環管中心線到球閥基礎板頂面的距離，根據圖紙尺寸采用調整螺栓調整基礎板水平及頂板高程，使其滿足設計圖紙要求，根據已確定的球閥高程、X軸線和Y軸線，完成球閥基礎板的中心和高程調整，完成后進行加固，待球閥預裝完成后，再澆筑球閥基礎板處的三期混凝土，球閥和接力器基礎安裝示意圖如圖3所示。

圖3　球閥和接力器基礎安裝示意圖

接力器的安裝位置在球閥裝配完成后才能精確定位，為此，球閥接力器及其基礎的安裝將在球閥安裝完成后進行。

5　球閥吊裝

球閥基礎板安裝完成后，首先復核球閥本體、進水管、伸縮節的加工尺寸，對壓力鋼管錐管段的支管段進行配割，配割完成后，進行球閥進水管的吊裝，進水管節中心、高程調整、里程、法蘭垂直度以及焊接環縫錯牙調整完成后，在環縫內分段點焊固定，完成后在壓力鋼管與球閥基礎之間搭設型鋼支撐平臺，將進水管節支撐在型鋼平臺上。進水管吊裝示意圖如圖4所示。

球閥伸縮節吊裝前，應先進行清洗，并在接近球閥側法蘭附近底部搭設型鋼支撐平臺，防止伸縮節安裝時發生傾斜及變形，安裝時采用橋機和千斤頂將下游側伸縮節吊裝就位。就位后，調整伸縮節中心、高程、里程及法蘭垂直度，并檢查與配水環管法蘭面的錯牙情況，合格后，將球閥伸縮節支撐在型鋼平臺上。吊裝示意圖如圖5所示。

圖4　進水管吊裝示意圖

圖5　伸縮節吊裝示意圖

最后進行球閥本體的吊裝，吊裝前檢查球閥本體，將活門置于全關位置，投入檢修密封鎖定來固定閥體與活門的相對位置，防止在安裝過程中發生轉動。球閥吊裝前應對200 t橋機及軌道進行全面檢查，吊裝應緩慢進行，在球閥就位前在閥體底腳面和球閥底板上平面涂抹二硫化鉬潤滑脂或黃油，涂裝時避免粘有雜物。吊裝就位后通過調節螺栓調整球閥中心、水平和高程，使其基本就位。球閥本體吊裝示意圖如下頁圖6所示。

6　球閥裝配

精確調整進水管節、球閥本體及伸縮節，使其中心線與壓力鋼管及配水環管在同一中心線上，預緊球閥本體與進水管節、伸縮節法蘭的連接螺栓，將伸縮節法蘭與配水環管法蘭面間隙控制在25～27 mm、整圈間隙偏差≤1 mm范圍內。

圖6　球閥本體吊裝示意圖

球閥本體預裝時考慮進水管節環焊縫焊接完成后，球閥閥體會向上游平移2～3 mm，因此在預裝階段閥體底腳孔與套管之間的間隙按差值4～6 mm考慮。球閥本體預裝合格后，澆筑球閥基礎板三期混凝土。經養護達到強度要求后，預緊地腳螺栓。

球閥裝配示意圖見圖7。

圖7　球閥裝配示意圖

7　進水管節焊接

球閥預裝合格后，在配水環管法蘭面與伸縮節法蘭面連接處分別架設徑向和軸向各4塊監測百分表，用游標卡尺檢查配水環管和伸縮節法蘭面軸線四點的間隙偏差≤1 mm，過流面錯牙≤2 mm，且配水環管法蘭面與伸縮節法蘭面距離為25～27 mm。檢查伸縮節法蘭與配水環管連接螺栓置中，所有螺栓穿入時無卡阻。

為減小焊接變形引起的軸線偏移，焊接焊條全部采用Φ3.2的E9016-G。焊條按規范經過350～380℃烘焙，在使用過程中焊條保存在通電的保溫桶內，焊條隨用隨取。

點焊、定位焊及正式焊均對焊接區域先進行預熱，預熱溫度在85～120℃之間，達到預熱溫度后由2名經過壓力容器考試合格的焊工采用分段、對稱、多層多道、退步焊接，焊接時控制層間溫度不大于220℃，首層打底焊與蓋面焊不用錘擊消應外，其余環縫焊接利用風鏟均勻的進行錘擊消應。

首先焊接大坡口側，焊接至1/3～1/2厚度，進行背縫清根，打磨。清根時對該部位的定位焊進行清除，背縫經VT檢查合格后，焊接小坡口側至2/3，然后依次進行大坡口側滿焊、小坡口側滿焊、大坡口側蓋面、小坡口側蓋面。在整個過程中由技術人員全程進行徑向和軸向百分表的變化情況的監測，當焊接實施過程中發現數據超差時，及時通過調整焊接位置的方式進行反變形控制。焊接示意圖見圖8。

蓋面焊接完成后應立即進行2 h消氫，溫度控制在200～220℃之間。自然冷卻24 h后進行100% VT、100%MT、100%UT及TOFD無損檢測，合格后進行焊接區域防腐涂刷。

圖8　進水管節焊接示意圖

8　球閥接力器安裝

球閥安裝合格后，進行球閥接力器的安裝，安裝前對接力器進行密封檢查。并確認球閥處在全關位置，全關手動鎖定在投入狀態。使用橋機和手拉葫蘆對接力器進行輔助吊裝，將接力器安裝在基礎板上，

圖9　接力器安裝示意圖。

接力器上下耳柄銷裝入，調整接力器底座高度和位置，檢查基礎銷釘至拐臂銷中心距離。球閥接力器行程符合要求后，澆筑接力器基礎三期混凝土，經養護達到強度要求后，預緊地腳螺栓。接力器安裝示意圖如圖9所示。

9　密封壓環及附件安裝

密封壓環在安裝時調整周邊間隙，螺栓拉伸時采取對稱預緊，預緊完成后，復測壓緊盤根處的周邊間隙均勻，偏差≤0.5 mm。

球閥附屬設備管路下料采用等離子切割機或砂輪切割機進行切割。用等離子切割機切割管口時用磨光機打磨切割面的滲碳層，砂輪機切割管口時，用銼刀去除管口內外壁毛刺。管路的焊接實施按現場制定的焊接工藝執行，焊接完成后進行管路耐壓試驗及沖洗，旁通管路的焊縫根據圖紙進行100%射線探傷及PT探傷，油管路在安裝前進行酸洗（硝酸+氫氟酸），在接入設備前依據ASTM D-6439-05進行循環油沖洗及管路清潔度檢驗。

10　結束語

為確保CCS電站球閥安裝質量，在施工階段嚴格控制施工質量及施工工藝，為高水頭，雙面密封臥式油壓操作球閥的安裝提供了技術支持，希望此次安裝實踐為同類型機組的球閥安裝提供借鑒。

TK730.4+7

B

1672-5387（2016）09-0028-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.010

2016-04-15

賈棟林（1977-），男，工程師，從事水電站機電設備安裝技術管理工作。