±1100kV換流閥安裝工程“一體化管控”的應(yīng)用實踐

王開庫

摘要：昌吉至古泉±1100kV特高壓直流輸電工程是世界上電壓等級最高，輸送容量最大，輸送距離最遠(yuǎn)，技術(shù)最新進(jìn)的高壓直流輸電工程。換流閥作為換流站的“心臟”部分，安裝在高低端閥廳，首次施工±1100kV技術(shù)要求高，施工難度大。為確保安裝質(zhì)量，引入可靠性理念，控制環(huán)境潔凈度，確保一次成優(yōu)。本文研究的“質(zhì)量、安全、環(huán)境一體化管控”的施工方案是對以往±800KV閥廳設(shè)備安裝方案的全面優(yōu)化和提升，并通過±1100kV古泉換流站最佳實踐已經(jīng)定型為±1100kV換流閥安裝施工方案的操作內(nèi)容，對直流工程的施工現(xiàn)場的管控具有借鑒和指導(dǎo)意義。

Abstract： Changji to Guquan ±1100kV UHV DC transmission project is the world's highest voltage transmission line with the highest voltage level， the largest transmission capacity， the longest transmission distance and the latest technology. As the "heart" part of the converter station， the converter valve is installed in the high and low end valve hall. The first construction of ±1100kV has high technical requirements and the construction is difficult. In order to ensure the quality of the installation， the reliability concept is introduced to control the cleanliness of the environment and ensure once into optimal. The construction plan of "quality， safety and environment integrated management and control" studied in this paper is a comprehensive optimization and improvement of the previous ±800kV valve hall equipment installation plan， and has been shaped into operation content of the ±1100kV converter valve installation construction scheme through the best practice of ±1100kV Guquan converter station， which has reference and guiding significance for the management and control of the construction site of the DC project.

關(guān)鍵詞：閥廳；設(shè)備安裝；環(huán)境控制；一體化管控

Key words： valve hall；equipment installation；environmental control；integrated management and control

中圖分類號：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）30-0126-03

0 引言

眾所周知，換流閥是換流站最重要、最核心的運(yùn)行設(shè)備之一。閥塔安裝工作具有安裝工作總量大，施工難度系數(shù)高，驗收工藝標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)的特點。1100kV工程換流閥首次施工，管控的標(biāo)準(zhǔn)和要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往特高換流站工程。

古泉換流站共有4個閥廳，每個閥廳內(nèi)安裝6相閥塔，在安裝過程中，需要嚴(yán)控電路、水路、光路安裝質(zhì)量。從操作工作量來講，有6相閥塔，主回路576個接觸面，6912顆螺栓連接和閥塔共計714個水管對接頭。若把換流閥比作換流站的“心臟”，那么閥組內(nèi)所連接的光路、電路、水路就如同人體的“神經(jīng)和血管”，換流閥本體安裝結(jié)束后，唯有“血管內(nèi)的血液”正常循環(huán)、“神經(jīng)組織”正常連通，才能讓換流閥這顆“心臟”成功“啟動”。

本次換流閥的施工方案在借鑒±800kV換流閥安裝施工方案，在質(zhì)量、環(huán)境、安全等方面有所創(chuàng)新和提高，才能滿足±1100kV電壓等級絕緣的要求。若施工過程中控制不到位，在運(yùn)行過程中將會導(dǎo)致問題頻發(fā)，出現(xiàn)二次返工現(xiàn)象。因此，針對閥廳內(nèi)設(shè)備安裝工程，總結(jié)開發(fā)了一套“一體化管控”施工方案，使閥廳內(nèi)部環(huán)境控制、安全防護(hù)、質(zhì)量管控達(dá)到安裝要求，全方位提高換流閥的安裝的可靠性。

1 “一體化管控”施工方案

“一體化管控”方案是指換流閥在閥廳內(nèi)的安裝過程中，采取安裝質(zhì)量控制、環(huán)境防塵控制、安全防護(hù)控制三者統(tǒng)籌策劃，同框管理，同期監(jiān)控的施工措施。

首次施工，其施工措施控制的標(biāo)準(zhǔn)并非都有規(guī)范或者定量的指標(biāo)，所以，引入可靠性理念，設(shè)計“一體化管控”的控制措施的目標(biāo)是最大限度提高換流閥運(yùn)行的可靠度，增強(qiáng)其在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)運(yùn)行的能力，避免和減少安裝施工中操作的原因而引發(fā)的換流閥運(yùn)行的故障率。

在“一體化管控”方案中，操作質(zhì)量、環(huán)境潔凈和安全防護(hù)三者相輔相成，又相互影響，任何一個因素出現(xiàn)問題，都可能影響設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2 安裝質(zhì)量控制

操作質(zhì)量控制主要是針對換流閥安裝操作時對電路、水路、光路的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、精益化的控制。

2.1 電路操作控制

電路操作質(zhì)量控制措施主要包括“十步法”控制和“數(shù)字化”安裝。

2.1.1 “十步法”控制施工措施

主通流回路母線安裝時，制定了“十步法”控制操作細(xì)則，嚴(yán)格遵照執(zhí)行。特別是在每個電路接頭工序處嚴(yán)格控制接頭的接觸電阻。施工人員細(xì)致研磨，清理母線及金具表面，去除氧化層，均勻涂抹導(dǎo)電膏，將每個接頭的接觸電阻控制在8μΩ以下（規(guī)范要求不大于10μΩ）確保帶負(fù)荷運(yùn)行通流回路接觸面零發(fā)熱。

2.1.2 “數(shù)字化”安裝

在閥組件高空安裝過程中，采用了“數(shù)字化螺栓緊固力矩數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”，在螺栓力矩緊固時，安裝人員頭戴攝像頭，自動將操作人員、緊固力矩數(shù)值等信息由無線攝像機(jī)錄入到信息庫系統(tǒng)，地面監(jiān)控人員用手機(jī)APP在線觀看，確?！胺浪伞贝胧┑轿?，實現(xiàn)了“一道操作，兩道監(jiān)控”防護(hù)。

2.2 水路操作控制

水路操作質(zhì)量控制措施主要采取了“聽音法、藍(lán)光法”檢測。水管對接安裝時，施工方案制定了專項水管接頭檢查表，逐個排查每個水管對接頭力矩到位，確保漏水情況不會發(fā)生。同時引入“聽診器”和“藍(lán)光檢測技術(shù)”，能夠從聽覺和視覺上判斷閥體水管內(nèi)的水流、水質(zhì)有無異常情況。

2.3 光路操作控制

換流閥體光纖猶如“人體的經(jīng)絡(luò)”，纖細(xì)而敏感。為了控制光纖衰減系數(shù)，防止光纖的微彎曲衰減，光纖的敷設(shè)和連接就是細(xì)致入微的精細(xì)工程。在光路操作控制中，成立由從事過以往多個換流站光纜安裝的專業(yè)人員組成專業(yè)小組，分為敷設(shè)小組、連接小組、整理小組，實行工序?qū)I(yè)化操作“流水線”作業(yè)，做到了“術(shù)業(yè)有專攻”，控制光纖的彎曲半徑滿足規(guī)范及產(chǎn)品廠家要求，并實時進(jìn)行光纖的衰耗測試，確保光纜敷設(shè)過程中零損傷。

3 環(huán)境防塵控制

3.1 作業(yè)環(huán)境防塵

閥組件安裝時，閥廳內(nèi)需確?；A(chǔ)環(huán)境保障。正式運(yùn)行時閥廳在密閉環(huán)境中通過閥廳的空調(diào)系統(tǒng)來滿足溫濕度和潔凈度的要求。雖然閥廳設(shè)備安裝前提條件之一是閥廳土建完工和空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行。但在設(shè)備安裝過程中，閥廳處于開放環(huán)境，隨著設(shè)備、材料、工器具、人員的進(jìn)出，會增大外界灰塵的帶入可能性。因此，建設(shè)中的防塵措施則成為環(huán)境控制的關(guān)鍵所在。

五道防塵措施：

第一道人員準(zhǔn)入制度。換流閥安裝期間，實行人員出入登記制度和門禁制度，嚴(yán)格控制無關(guān)人員進(jìn)出閥廳。人員進(jìn)入時，在閘機(jī)前設(shè)置面部識別或指紋識別機(jī)。

第二道設(shè)置雙重屏障。在閥廳入口處設(shè)置隔塵小室和風(fēng)淋間。進(jìn)入隔塵小室后應(yīng)更換潔凈的防塵服，裹上鞋膜。通過風(fēng)淋間強(qiáng)力除塵，減少作業(yè)人員進(jìn)入閥廳時沙塵的帶入量。

第三道機(jī)械設(shè)備清潔準(zhǔn)入制度。所有進(jìn)入閥廳的吊車、叉車、升降機(jī)以及工器具，必須經(jīng)過嚴(yán)格的清洗和擦拭，方可進(jìn)入。

第四道閥廳安裝設(shè)備開箱清潔與防護(hù)。為減少設(shè)備進(jìn)出和開箱時可能帶來的灰塵，安排專人在開箱前清掃箱體或外包裝，并制定閥組件安裝過程防塵膜防護(hù)制度，用以保證閥組件安裝環(huán)境和質(zhì)量的可靠性。閥組件安裝完成后，及時使用“專用防塵服”對閥塔進(jìn)行包裹。

第五道定時定人的保潔防護(hù)。閥廳配置洗地機(jī)配有專人每日定期清掃除塵。每日在保證廳內(nèi)濕度參數(shù)達(dá)標(biāo)的情況下使用洗地機(jī)清洗地面，確保廳內(nèi)環(huán)境空氣參數(shù)達(dá)標(biāo)，有效保證了閥塔內(nèi)設(shè)備不會因地面灰塵飛揚(yáng)而影響其絕緣強(qiáng)度。

3.2 作業(yè)環(huán)境監(jiān)測

3.2.1 實時監(jiān)控

為了實時監(jiān)控閥廳內(nèi)安裝的溫度、濕度、粉塵度等環(huán)境因素，采用全新環(huán)境監(jiān)測預(yù)警一體機(jī)實時監(jiān)控閥廳的溫度、相對濕度和環(huán)境粉塵度，經(jīng)過信息轉(zhuǎn)換，將測量數(shù)據(jù)展示在顯示屏上，實現(xiàn)后臺對廳內(nèi)環(huán)境實時調(diào)控。

3.2.2 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)過濾

對于特高壓直流工程，閥廳設(shè)備安裝溫度10～50℃，相對濕度10～50%[1]。環(huán)境的潔凈程度是通過空調(diào)系統(tǒng)過濾等級和換氣次數(shù)來控制降塵量，一般采用亞高效或高效三級過濾等級，即二級F9[5]，三級H13[1]。但空調(diào)系統(tǒng)的過濾效果是封閉在正常運(yùn)行工況下的效果。在設(shè)備安裝過程中，當(dāng)環(huán)境條件達(dá)到預(yù)警值時，系統(tǒng)會及時報警并提醒。這是封閉閥廳形成微正壓環(huán)境，通過開啟空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)過濾，起到除塵除濕恒溫效果，保證閥廳內(nèi)部安裝環(huán)境的空氣潔凈度。

3.2.3 防塵效果

在低端閥廳安裝2018年4月至6月期間，宣城的環(huán)境質(zhì)量PM2.5最高在1000μg/m3，平均在55μg/m3詳見圖2。通過五道防塵措施，閥廳在設(shè)備安裝期間，經(jīng)過在線監(jiān)測儀檢查PM2.5控制在20-36μg/m3之間，達(dá)到空氣優(yōu)良狀態(tài)，為設(shè)備安裝提供潔凈環(huán)境。（圖2）

4 安全隔離控制

4.1 區(qū)域劃分，安全警示

閥廳設(shè)備安裝時，空間有限，設(shè)備較多，作業(yè)交叉，稍不留意，便會產(chǎn)生碰撞事故。

安全隔離控制則是在閥廳內(nèi)部進(jìn)行了區(qū)域布局規(guī)劃，實行“六區(qū)六化”管理措施，做到六區(qū)相互隔離，設(shè)備定置定位管理。區(qū)域間用不同色帶隔離進(jìn)行安全警示，保證了現(xiàn)場工作得以有條不紊地開展，從根本上保證了工期進(jìn)度的有序推進(jìn)。

4.1.1 交底區(qū)完善化

安裝技術(shù)措施的班前交底是安全和質(zhì)量控制的重要措施之一。閥廳內(nèi)部設(shè)置交底區(qū)。在區(qū)域內(nèi)放置現(xiàn)場看板，展示了每日工作任務(wù)和具體動態(tài)。每天工作人員作業(yè)前，必須接受技術(shù)要求和安全注意事項的交底。操作過程中對不清楚的地方也可以隨時查看看板上的當(dāng)日工作內(nèi)容，熟悉施工過程的任務(wù)特點、要求、施工工藝及安全注意事項，做到了閥體施工安全和質(zhì)量的預(yù)把控。

4.1.2 設(shè)備區(qū)高效化

閥廳安裝設(shè)備從入口進(jìn)入拆箱后直接就位，在閥廳兩側(cè)設(shè)有設(shè)備備件存放區(qū)和廢料回收區(qū)。施工過程產(chǎn)生的廢舊物資及時回收處理，使得閥廳的空間得到合理利用，安裝過程更加暢快。

4.1.3 車輛停放區(qū)定置化

施工車輛停放處設(shè)置在電源箱和工器具區(qū)之間，便于電動叉車、平臺車、保潔設(shè)備充電和日常檢查維護(hù)，停放處兩側(cè)用黃色醒目貼紙標(biāo)志出了停放區(qū)域，既提醒了施工人員注意避開叉車的活動范圍，又明確了施工車輛的每日停放位置，安全又快捷。

4.1.4 工器具區(qū)制度化

各種工器具按種類有序排列，擺放整齊，標(biāo)示清楚，實行清單制，并秉持“誰借走誰簽字，誰借走誰歸還”的工器具使用制度，進(jìn)一步規(guī)范了工器具的管理，優(yōu)化了現(xiàn)場資源配置，提高了工器具使用效率和完整性，進(jìn)而提高了安裝作業(yè)的效率。

4.1.5 辦公區(qū)規(guī)范化

閥廳內(nèi)設(shè)置規(guī)范的辦公區(qū)，區(qū)域內(nèi)設(shè)置書架、辦公桌以及一臺一體機(jī)電腦。擺放技術(shù)規(guī)范、廠家資料以及使用電子圖紙，方便現(xiàn)場技術(shù)人員與廠家人員的溝通，施工人員查閱圖紙，實現(xiàn)了圖紙無紙化施工，避免閥廳資料圖紙繁多，堆放雜亂。

4.1.6 參觀區(qū)特色化

從風(fēng)淋間剛進(jìn)入閥廳，首先映入眼簾的便是整齊有序的參觀區(qū)，作為閥廳的“窗口”，參觀區(qū)整體以綠色為主色調(diào)，象征著安全、暢通。參觀者能夠通過通道旁的展板了解換流閥的安裝情況，品味特高壓建設(shè)的施工工藝。

4.2 立體雷達(dá)，放碰防撞

閥廳內(nèi)主體設(shè)備和輔助設(shè)備安裝時，吊車、叉車等需要交叉移動作業(yè)。在閥廳有限空間內(nèi)為防止車輛移動不會對成品設(shè)備造成碰撞的損傷，首次采用了升降車“防碰撞系統(tǒng)”，在升降車各個轉(zhuǎn)角布置雷達(dá)模塊，當(dāng)車輛雜任何一個方位距離設(shè)備1000mm時，都將自動鳴笛報警，閃爍黃色報警燈提示。在已完成的成品設(shè)備周圍，布置了醒目紅色的成品保護(hù)圍欄，留出足夠的裕度，雙管齊下保障了成品設(shè)備的安全。

5 結(jié)語

目前雙極低端閥廳閥體設(shè)備安裝工作已完成。所有換流閥的接頭接觸電阻合格率100%、水管對接處滲漏率為0%、閥體安裝合格率100%。閥廳設(shè)備安裝工程質(zhì)量、環(huán)境、安全“一體化管控”實施方案，在特高壓直流±1100kV古泉換流站進(jìn)行了最佳實踐，取得了良好的效果，設(shè)備各項指標(biāo)達(dá)到和超出規(guī)范的指標(biāo)。在±1100kV換流站閥廳安裝質(zhì)量環(huán)境安全控制中，取得了標(biāo)準(zhǔn)化的施工管控程序，將繼續(xù)在高端閥廳繼續(xù)使用，同時其他特高壓換流站安裝中推廣使用。

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