沐若水電站球閥安裝及調試方案

羅濤

【摘要】沫若水電站是引水式水電站，引水隧洞長約2683米，共有4臺236MW混流懸式水輪發電機組，電站引水隧洞長、水頭高、機組轉速高，球閥各種工況下動作靈活、啟閉正常對機組的安全穩定運行重要因素。因此針對沐若球閥特點制定可行的安裝調方案試至關重要。

【關鍵詞】沐若水電站；球閥；安裝；調試

一、概述

沐若水電站工程地處馬來西亞婆羅洲島的沙撈越州，壩址位于拉讓河流域上游沐若河上，距下個梯級巴貢水電站約70km，工程主要任務是發電，水庫正常蓄水位540m，相應庫容120.43億m3，死水位515m，調節庫容54.75 億m3。電站有4臺236MW的混流懸式水輪發電機組，有4臺套球閥，包括4套球閥基礎，4套油壓系統，4臺套球閥及附件安裝。球閥外徑φ3000，單臺總重約270噸。

二、球閥及附屬設備安裝

球閥及附屬設備安裝流程大致可按照球閥基礎-球閥主體--上游連接管--伸縮節--接力器--球閥附屬設備順序進行（也可以根據實際情況進行調整）。

2.1 球閥基礎安裝

（1）工藝措施

①球閥及接力器基礎埋件就位支架安裝。

②采用16#槽鋼或16#工字鋼分別制作球閥基礎板、接力器基礎班安裝支架。支架水平及高程采用電子水準儀及千分尺配合測量控制，支架水平控制在0.3mm以內。支架頂部高程偏差分別與各機組蝸殼進口段及支管腰線高程偏差趨勢一致，盡量消除后續球閥與壓力鋼管支管、蝸殼直段對接錯位偏差。

③基礎板吊裝，采用廠房橋機將基礎板吊裝到對應的安裝支架上，采用記號筆將基礎板加工面上廠家標注的基礎板安裝控制方位樣沖眼標識清楚。

（2）基礎板安裝調整

①采用鋼琴線將測量隊放置的控制方位點連接為安裝控制線。根據安裝控制線，采用線錘和角尺將基礎板方位樣沖分別調整到位。

②采用電子水準儀及千分尺測量基板加工工作面水平，使基礎板水平滿足設計要求，測量基礎板的各項幾何尺寸。

③基礎板安裝控制要求，高程±1mm，方位偏差±3mm，水平0.3mm/m。

④基礎板安裝就位后，加固基礎板及其錨桿。

（3）驗收及二期混凝土澆筑

①驗收完成后進行二期回填。

②在澆筑過程中應當保護接力器基礎板的平面以及上面的螺孔不受損傷，在澆筑混凝土前應當涂黃油保護，并用破布將螺孔塞起。

（4）基礎板二次復核調整

①二期回填完成后，再次檢查各基礎板的方位控制尺寸及工作面水平，若基礎板的尺寸、水平出現超標情況，則對應進行適當調整，并加固后對基礎板進行驗收后進行三期澆筑。

②混凝土澆筑過程中派專人進行監測，監測工具采用框式水準儀等。

2.2 球閥主體安裝

（1）工藝措施

①吊裝設備為350t橋機。

②接力器基礎板加工面和接力器底座工作面采用刀口尺檢查是否有毛刺高點，若有采用柔石或水砂布進行處理。

③在基礎板上畫出接力器底座就位外延線。

④采用350t橋機分別將接力器對應接力器吊裝就位，并采用到貨螺栓將接力器底座與接力器基礎把合緊固。（若接力器未到貨，可在球閥就位后進行吊裝。

（2）球閥安裝

①去除球閥基礎及球閥支腿結合面高點和毛刺。

②采用框式水準儀檢查球閥基礎平面度，若超標，則進行打磨處理。

③在球閥基礎工作面上標識出球閥就位樣線。

④采用350t橋機將球閥吊裝就位。

⑤采用到貨螺栓將球閥把合到球閥基礎上。

⑥檢查球閥位置線與測量隊放置的樣點偏差是否符合設計偏差要求，若超標，采用千斤頂、焊接適當的擋塊進行調整，直到球閥位置符合設計偏差要求。球閥安裝時，沿水流方向的中心線，應根據蝸殼及壓力鋼管的實際中心線確定，與設計位置的偏差不大于3mm，橫向中線（上下游位置）與設計中心線的偏差不大于10mm。

⑦采用電子水準儀和鋼直尺測量球閥上下游腰線高程偏差及水平偏差。采用經緯儀檢查球閥垂直度。

⑧球閥安裝尺寸符合要求后，初步緊固球閥支腿與基礎的把合螺栓。為便于檢修時將球閥向伸縮節方向移動，基礎螺釘和螺孔間應留有足夠距離，其值不應小于法蘭之間橡膠盤根的直徑（8mm）。

2.3 上游連接管安裝

①根據上游支管樣點底部樣沖眼為基準，將支管錐段按照每隔150mm進行分點，球閥上游法蘭面內側也以底部樣沖眼為基準按照每隔150mm進行分點，采用卷尺測量對應點之間尺寸并進行記錄，根據記錄尺寸，確定將上游連接管切割線。

②采用磁力切割機配割上游連接管，并按照圖紙要求切割出焊接主反破口。

③采用350t橋機吊裝上游連接管進行預裝，在預裝時，局部需要配割位置，采用割槍進行切割。預裝完成后，將上游連接管吊出，對切割位置進行打磨處理，然后將連接管吊裝就位，將連接管與球閥連接的組合螺栓對稱緊固。

④采用碼字楔鐵，或千斤頂對連接管與壓力鋼管支管錐段對接縫進行壓縫處理。連接縫背縫位置安裝30mm搭接板，控制環縫焊接時的焊接收縮。

⑤將上游連接管與壓力鋼管出口定位，修正焊接坡口符合設計要求（過流面錯邊不超過板厚的10%，同時最大錯牙不大于2mm）。

2.4 伸縮節（下游管）安裝

①根據下游蝸殼進口節底部樣沖眼為基準，將蝸殼進口邊內壁按照每隔150mm進行分點，球閥伸縮節出水口內側也以底部樣沖眼為基準按照每隔150mm進行分點，采用卷尺測量對應點之間尺寸并進行記錄，根據記錄尺寸和預留25mm伸縮量（設計伸縮量為30mm，考慮焊接收縮5mm），確定將下游連接管切割線。

②采用磁力切割機配割下游連接管，并按照圖紙要求切割出焊接主反坡口。

③采用350t橋機吊裝下游連接管進行預裝，在預裝時，局部需要配割位置，采用割槍進行切割，確保伸縮量為25mm。預裝完成后，將下游連接管吊出，對切割位置進行打磨處理，然后將連接管吊裝就位，將連接管與伸縮節連接的組合螺栓對稱緊固，采用到貨頂絲將下游連接管與伸縮節之間的伸縮量調整為25mm，緊固伸縮節連接螺栓。

④采用碼字楔鐵，或千斤頂對連接管與蝸殼進口節對接縫進行壓縫處理。

⑤連接縫背縫位置安裝30mm搭接板，控制環縫焊接時的焊接收縮。

2.5 球閥附屬設備安裝

（1）接力器安裝

①復核接力器行程是否符合設計要求。

②接力器安裝水平和垂直度偏差不大于1mm/m，底座高程偏差不超過±1.5mm，銷軸連接應保證關節軸承轉動靈活。

③接力器吊裝定位時須保證活塞處于全關位置行程終點，保證液壓鎖定裝置能投入及拔出靈活可靠。

（2）其它附件：旁通管路、排氣管路、排水管路、壓力測量管路等按照圖紙要求安裝。

三、球閥有水調試

3.1 球閥靜水動作試驗

在靜水條件下檢查球閥靜水狀態下活門的開啟和關閉操作狀況及靜水中活門開關時間，檢查球閥活動密封在有水狀態下的投入及退出操作應正常，檢查球閥差壓測量系統及活動密封位移傳感系統工作狀況。

（1）試驗條件

①蝸殼充水試驗完成。

②壓力鋼管充水試驗完成。

③尾水閘門已開啟。

④導葉全關，導葉接力器自動鎖錠投入，機械制動投入。

⑤球閥自動操作回路已檢查，球閥各系統測試已完成。

⑥球閥液壓泵站系統工作正常，壓力顯示正常。

⑦球閥現地控制柜操作開關已切換在現地電手動位置。

⑧主軸密封排水管暢通，檢修密封撤出。

⑨技術供水取水閥全關。

⑩機組調速器工作在現地電手動，液壓系統備用正常。

⑾機組勵磁系統現地控制方式，并進行勵磁電源隔離措施。

⑿機組電氣保護及水機后備保護退出。

⒀機組已作全面檢查，允許隨時開機和故障下排除壓力管道的水。

（2）試驗步驟

①檢查電源、高壓油系統、排水系統、密封等試驗相關系統設備全部處于要求狀態。

②在球閥前后最大不平衡水壓不大于球閥廠家給定值且差壓控制系統顯示在平壓狀況時，手動給開閥信號，測試球閥活動密封的自動退出，此過程中活動密封應工作正常，活動密封位移量應滿足設計要求，位移位傳感器工作正常并指示信號正確。在球閥上下游平壓狀態，解除液壓鎖錠，手動進行球閥開啟動作。

③觀察導水機構的漏水情況，如有異常，應立即關閉球閥和旁通閥。

④測量記錄球閥開啟前和開啟后閥體基礎位置的位移量。

⑤操作球閥，檢查活門啟閉動作情況，記錄開啟和關閉時間。

⑥活門開關過程中監測有無異常噪音和振動。

⑦記錄球閥接力器的關閉和開啟壓力。

⑧在手動操作試驗合格后，進行自動操作的啟閉動作試驗。分別進行現地和遠方（中央控制室）操作試驗，檢查球閥在靜水中的啟閉是否正常。

⑨球閥處于全開位置后，關閉電動旁通閥。

3.2 球閥動水關閉試驗

在動水情況下檢驗動水關閉進水球閥的能力（沐若水電站動水關球閥試驗經過相關人員討論后和調速器事故低油壓試驗同時做）。

（1）試驗條件

①調速器及液壓系統處于遠方自動方式。

②勵磁系統處于遠方自動方式。

③技術供水遠方自動方式。

④水輪機、發電機輔助設備諸如：高壓油頂裝置、機械制動、制動粉塵吸收裝置、機坑加熱裝置等均處于遠方自動控制方式。

⑤檢修密封撤出。

⑥發電機保護、勵磁保護、主變保護均投入，可作用于停機、解列。

⑦水機后備保護投入，監控自動控制保護回路投入。

⑧機組具備隨時能啟動并網帶負荷的狀態。

（2）試驗步驟

①機組帶額定負荷運行。

②進水閥和調速器前緊急停機按鈕旁設專人，準備關進水閥及停機。

③LCU停機流程投入。

④檢查LCU水機后備各保護投入。

⑤關閉壓油罐補氣回路；壓油泵切現地，按停止按鈕停止油泵。

⑥試驗過程注意集油槽油位計與集油槽的連接閥門，出現油位較高的情況，及時關閉連接閥門。

⑦各部通知到位，開始試驗。

⑧通過壓油罐排油閥門排油，降低壓力油罐油壓直至設計壓力，事故低油壓接點動作，機組緊急停機流程啟動，自動緊急關閉球閥。

⑨關閉壓油罐排油閥門。

⑩如低油壓接點在設計停機最低點仍未動作，立即按緊急停機按鈕，球閥未自動關閉時手動關閉球閥。

⑾停機過程中檢查事故停機流程邏輯的正確。

⑿停機流程執行完畢，恢復液壓系統為正常工作油壓。

四、結語

沐若水電站四臺機組球閥均在該方案指導下進行安裝，目前球閥運行狀態正常，球閥開啟關閉過程中無發生卡阻等現象。希望上述球閥安裝方案對其它類似電站球閥的安裝起到一定的幫助，也為我們以后在電站建設方面積累經驗。

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