沐若水电站球阀安装及调试方案
2017-10-19罗涛
罗涛
【摘要】沫若水电站是引水式水电站，引水隧洞长约2683米，共有4台236MW混流悬式水轮发电机组，电站引水隧洞长、水头高、机组转速高，球阀各种工况下动作灵活、启闭正常对机组的安全稳定运行重要因素。因此针对沐若球阀特点制定可行的安装调方案试至关重要。
【关键词】沐若水电站；球阀；安装；调试
一、概述
沐若水电站工程地处马来西亚婆罗洲岛的沙捞越州，坝址位于拉让河流域上游沐若河上，距下个梯级巴贡水电站约70km，工程主要任务是发电，水库正常蓄水位540m，相应库容120.43亿m3，死水位515m，调节库容54.75 亿m3。电站有4台236MW的混流悬式水轮发电机组，有4台套球阀，包括4套球阀基础，4套油压系统，4台套球阀及附件安装。球阀外径φ3000，单台总重约270吨。
二、球阀及附属设备安装
球阀及附属设备安装流程大致可按照球阀基础-球阀主体--上游连接管--伸缩节--接力器--球阀附属设备顺序进行（也可以根据实际情况进行调整）。
2.1 球阀基础安装
（1）工艺措施
①球阀及接力器基础埋件就位支架安装。
②采用16#槽钢或16#工字钢分别制作球阀基础板、接力器基础班安装支架。支架水平及高程采用电子水准仪及千分尺配合测量控制，支架水平控制在0.3mm以内。支架顶部高程偏差分别与各机组蜗壳进口段及支管腰线高程偏差趋势一致，尽量消除后续球阀与压力钢管支管、蜗壳直段对接错位偏差。
③基础板吊装，采用厂房桥机将基础板吊装到对应的安装支架上，采用记号笔将基础板加工面上厂家标注的基础板安装控制方位样冲眼标识清楚。
（2）基础板安装调整
①采用钢琴线将测量队放置的控制方位点连接为安装控制线。根据安装控制线，采用线锤和角尺将基础板方位样冲分别调整到位。
②采用电子水准仪及千分尺测量基板加工工作面水平，使基础板水平满足设计要求，测量基础板的各项几何尺寸。
③基础板安装控制要求，高程±1mm，方位偏差±3mm，水平0.3mm/m。
④基础板安装就位后，加固基础板及其锚杆。
（3）验收及二期混凝土浇筑
①验收完成后进行二期回填。
②在浇筑过程中应当保护接力器基础板的平面以及上面的螺孔不受损伤，在浇筑混凝土前应当涂黄油保护，并用破布将螺孔塞起。
（4）基础板二次复核调整
①二期回填完成后，再次检查各基础板的方位控制尺寸及工作面水平，若基础板的尺寸、水平出现超标情况，则对应进行适当调整，并加固后对基础板进行验收后进行三期浇筑。
②混凝土浇筑过程中派专人进行监测，监测工具采用框式水准仪等。
2.2 球阀主体安装
（1）工艺措施
①吊装设备为350t桥机。
②接力器基础板加工面和接力器底座工作面采用刀口尺检查是否有毛刺高点，若有采用柔石或水砂布进行处理。
③在基础板上画出接力器底座就位外延线。
④采用350t桥机分别将接力器对应接力器吊装就位，并采用到货螺栓将接力器底座与接力器基础把合紧固。（若接力器未到货，可在球阀就位后进行吊装。
（2）球阀安装
①去除球阀基础及球阀支腿结合面高点和毛刺。
②采用框式水准仪检查球阀基础平面度，若超标，则进行打磨处理。
③在球阀基础工作面上标识出球阀就位样线。
④采用350t桥机将球阀吊装就位。
⑤采用到货螺栓将球阀把合到球阀基础上。
⑥检查球阀位置线与测量队放置的样点偏差是否符合设计偏差要求，若超标，采用千斤顶、焊接适当的挡块进行调整，直到球阀位置符合设计偏差要求。球阀安装时，沿水流方向的中心线，应根据蜗壳及压力钢管的实际中心线确定，与设计位置的偏差不大于3mm，横向中线（上下游位置）与设计中心线的偏差不大于10mm。
⑦采用电子水准仪和钢直尺测量球阀上下游腰线高程偏差及水平偏差。采用经纬仪检查球阀垂直度。
⑧球阀安装尺寸符合要求后，初步紧固球閥支腿与基础的把合螺栓。为便于检修时将球阀向伸缩节方向移动，基础螺钉和螺孔间应留有足够距离，其值不应小于法兰之间橡胶盘根的直径（8mm）。
2.3 上游连接管安装
①根据上游支管样点底部样冲眼为基准，将支管锥段按照每隔150mm进行分点，球阀上游法兰面内侧也以底部样冲眼为基准按照每隔150mm进行分点，采用卷尺测量对应点之间尺寸并进行记录，根据记录尺寸，确定将上游连接管切割线。
②采用磁力切割机配割上游连接管，并按照图纸要求切割出焊接主反破口。
③采用350t桥机吊装上游连接管进行预装，在预装时，局部需要配割位置，采用割枪进行切割。预装完成后，将上游连接管吊出，对切割位置进行打磨处理，然后将连接管吊装就位，将连接管与球阀连接的组合螺栓对称紧固。
④采用码字楔铁，或千斤顶对连接管与压力钢管支管锥段对接缝进行压缝处理。连接缝背缝位置安装30mm搭接板，控制环缝焊接时的焊接收缩。
⑤将上游连接管与压力钢管出口定位，修正焊接坡口符合设计要求（过流面错边不超过板厚的10%，同时最大错牙不大于2mm）。
2.4 伸缩节（下游管）安装
①根据下游蜗壳进口节底部样冲眼为基准，将蜗壳进口边内壁按照每隔150mm进行分点，球阀伸缩节出水口内侧也以底部样冲眼为基准按照每隔150mm进行分点，采用卷尺测量对应点之间尺寸并进行记录，根据记录尺寸和预留25mm伸缩量（设计伸缩量为30mm，考虑焊接收缩5mm），确定将下游连接管切割线。
②采用磁力切割机配割下游连接管，并按照图纸要求切割出焊接主反坡口。
③采用350t桥机吊装下游连接管进行预装，在预装时，局部需要配割位置，采用割枪进行切割，确保伸缩量为25mm。预装完成后，将下游连接管吊出，对切割位置进行打磨处理，然后将连接管吊装就位，将连接管与伸缩节连接的组合螺栓对称紧固，采用到货顶丝将下游连接管与伸缩节之间的伸缩量调整为25mm，紧固伸缩节连接螺栓。
④采用码字楔铁，或千斤顶对连接管与蜗壳进口节对接缝进行压缝处理。
⑤连接缝背缝位置安装30mm搭接板，控制环缝焊接时的焊接收缩。
2.5 球阀附属设备安装
（1）接力器安装
①复核接力器行程是否符合设计要求。
②接力器安装水平和垂直度偏差不大于1mm/m，底座高程偏差不超过±1.5mm，销轴连接应保证关节轴承转动灵活。
③接力器吊装定位时须保证活塞处于全关位置行程终点，保证液压锁定装置能投入及拔出灵活可靠。
（2）其它附件：旁通管路、排气管路、排水管路、压力测量管路等按照图纸要求安装。
三、球阀有水调试
3.1 球阀静水动作试验
在静水条件下检查球阀静水状态下活门的开启和关闭操作状况及静水中活门开关时间，检查球阀活动密封在有水状态下的投入及退出操作应正常，检查球阀差压测量系统及活动密封位移传感系统工作状况。
（1）试验条件
①蜗壳充水试验完成。
②压力钢管充水试验完成。
③尾水闸门已开启。
④导叶全关，导叶接力器自动锁锭投入，机械制动投入。
⑤球阀自动操作回路已检查，球阀各系统测试已完成。
⑥球阀液压泵站系统工作正常，压力显示正常。
⑦球阀现地控制柜操作开关已切换在现地电手动位置。
⑧主轴密封排水管畅通，检修密封撤出。
⑨技术供水取水阀全关。
⑩机组调速器工作在现地电手动，液压系统备用正常。
⑾机组励磁系统现地控制方式，并进行励磁电源隔离措施。
⑿机组电气保护及水机后备保护退出。
⒀机组已作全面检查，允许随时开机和故障下排除压力管道的水。
（2）试验步骤
①检查电源、高压油系统、排水系统、密封等试验相关系统设备全部处于要求状态。
②在球阀前后最大不平衡水压不大于球阀厂家给定值且差压控制系统显示在平压状况时，手动给开阀信号，测试球阀活动密封的自动退出，此过程中活动密封应工作正常，活动密封位移量应满足设计要求，位移位传感器工作正常并指示信号正确。在球阀上下游平压状态，解除液压锁锭，手动进行球阀开启动作。
③观察导水机构的漏水情况，如有异常，应立即关闭球阀和旁通阀。
④测量记录球阀开启前和开启后阀体基础位置的位移量。
⑤操作球阀，检查活门启闭动作情况，记录开启和关闭时间。
⑥活门开关过程中监测有无异常噪音和振动。
⑦记录球阀接力器的关闭和开启压力。
⑧在手动操作试验合格后，进行自动操作的启闭动作试验。分别进行现地和远方（中央控制室）操作试验，检查球阀在静水中的启闭是否正常。
⑨球阀处于全开位置后，关闭电动旁通阀。
3.2 球阀动水关闭试验
在动水情况下检验动水关闭进水球阀的能力（沐若水电站动水关球阀试验经过相关人员讨论后和调速器事故低油压试验同时做）。
（1）试验条件
①调速器及液压系统处于远方自动方式。
②励磁系统处于远方自动方式。
③技术供水远方自动方式。
④水轮机、发电机辅助设备诸如：高压油顶装置、机械制动、制动粉尘吸收装置、机坑加热装置等均处于远方自动控制方式。
⑤检修密封撤出。
⑥发电机保护、励磁保护、主变保护均投入，可作用于停机、解列。
⑦水机后备保护投入，监控自动控制保护回路投入。
⑧机组具备随时能启动并网带负荷的状态。
（2）试验步骤
①机组带额定负荷运行。
②进水阀和调速器前紧急停机按钮旁设专人，准备关进水阀及停机。
③LCU停机流程投入。
④检查LCU水机后备各保护投入。
⑤关闭压油罐补气回路；压油泵切现地，按停止按钮停止油泵。
⑥试验过程注意集油槽油位计与集油槽的连接阀门，出现油位较高的情况，及时关闭连接阀门。
⑦各部通知到位，开始试验。
⑧通过压油罐排油阀门排油，降低压力油罐油压直至设计压力，事故低油压接点动作，机组紧急停机流程启动，自动紧急关闭球阀。
⑨关闭压油罐排油阀门。
⑩如低油压接点在设计停机最低点仍未动作，立即按紧急停机按钮，球阀未自动关闭时手动关闭球阀。
⑾停机过程中检查事故停机流程逻辑的正确。
⑿停机流程执行完毕，恢复液压系统为正常工作油压。
四、结语
沐若水电站四台机组球阀均在该方案指导下进行安装，目前球阀运行状态正常，球阀开启关闭过程中无发生卡阻等现象。希望上述球阀安装方案对其它类似电站球阀的安装起到一定的帮助，也为我们以后在电站建设方面积累经验。
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