张建国

（广东省水电集团有限公司，广东 广州 511340）

小沟电站立轴四喷嘴冲击式水轮机配水环管安装

张建国

（广东省水电集团有限公司，广东 广州 511340）

小沟水电站安装的立轴四喷嘴冲击式水轮发电机组，装机容量2伊27.5MW，额定水头938m，是国内目前水头特高的立轴冲击式机组之一。其配水环管安装是整个水轮机埋件安装的重点和难点，本文对配水环管的安装、调整和水压试验作详细的叙述，供今后同类机型安装时参考。

小沟电站；立轴四喷嘴冲击式水轮机；配水环管；安装

1 工程概述

小沟电站位于四川省甘孜州康定县孔玉乡境内，电站厂房距康定县城90km，电站引用大渡河左岸一级小支流野牛沟及野牛沟两条支沟径流发电，为引水式开发，上与鸡心梁子电站尾水相衔接，下与大渡河干流长河坝电站水库淹没回水相衔接。

电站总装机容量为2×27.5MW，机组由重庆立菘电机设备有限公司设计、制造，广东水电二局股份有限公司承担安装，水轮机基本技术参数如下∶

图1 水轮机结构

2 配水环管主要部件技术参数及安装技术要求

2.1 配水环管主要部件及参数

小沟电站配水环管分为7段，自水流方向排序，依次为大叉管、直管、中叉管、弯管、小叉管、直管和最后一段进入喷嘴前的弯管等组焊而成（见下页图2），其主要部件参数见表1。

表1 配水环管主要部件及参数

图2 配水环管布置

2.2 安装技术要求（表2）

表2 安装技术要求

3 配水环管安装主要程序

4 配水环管安装主要步骤及要点

4.1 安装条件和准备

机壳安装好后浇注完下段混凝土及配水环管支墩浇注完成，并具备足够的强度。稳水栅安装完成，安装用测量平台焊制完成，做好测量控制点并标记清楚。准备好安装所需材料，工、器具，电源及充分的技术准备。组织所有安装人员进行相关培训，熟悉安装内容、安装方法及技术要求。

4.2 配水环管基础安装

在配水环管的脚板和脚板周围，预埋足够的槽钢、工字钢，脚板与脚板之间相互连接，成为刚性基础。

4.3 叉管吊装

依次将主配水环管的大、中、小叉管和最后一段进入喷嘴前的弯管（以下简称弯管）按图纸要求就位。同时分别用水平仪校正大、中、小叉管和最后一段进入喷嘴前的弯管与喷嘴联接的法兰平面的垂直度和水平度，该垂直度和水平度要求达到0.05mm/m。同时，通过仪器（经纬仪或相关测量工具）、钢琴线和楔子板在现场确定大、中、小叉管和弯管法兰的轴心线与转轮节圆的位置偏差（水平偏差和垂直偏差）达到标准要求。校正偏差后，将大、中、小叉管和弯管与基础、基础钢筋初步搭焊牢。

4.4 射流轴线偏差-安装尺寸检查

上述工作完成后，再检查大、中、小叉管和弯管法兰的轴心线与转轮节圆的位置偏差（水平偏差和垂直偏差），其偏差不超过±1.0mm。

依次将1号、2号、3号、4号喷嘴，分别与大、中、小叉管和最后一段进入喷嘴前的弯管装配、调整好。

测量喷嘴射流中心与转轮节圆直径的轴向偏差，其偏差不超过±1.0mm，如不符合要求，则应调整叉管或弯管法兰位置直到达到要求为止。

4.5 叉管固定

符合以上安装数据要求后，将配水管的脚板与基础板焊牢。同时环管与基础钢筋拉紧，加固好。

4.6 大、中、小叉管和弯管的混凝土浇注

浇注大、中、小叉管和弯管的混凝土，以充分增加喷嘴段的刚性。浇注凝固期达到后，再检查大、中、小叉管和弯管法兰的轴心线与转轮节圆的位置偏差（水平偏差和垂直偏差）是否偏离标准要求，如有偏差，立即与设计单位或制造厂家联系，以决定解决方案。

4.7 补偿管配装及焊接、探伤、检查

上述检查合格后，再按图纸要求进行补偿管的配装，焊接完成后，按图纸要求检查补偿管焊缝的焊接质量。

焊条选用∶环管材料为Q345R，选用焊条牌号CHE507，规格 φ3.2mm、φ4mm。

焊条保管∶焊前按要求进行烘焙，并按JB3228《焊条质量管理规程》进行管理、发放和使用。

焊接人员∶由具有丰富施工经验和焊接技能的专业人员施焊，持证上岗。

变形量监测∶焊接过程中，喷嘴法兰处，由专人负责监测、控制。

焊前检查及清理∶施焊前将坡口及坡口两侧各50～100mm范围内的毛刺、铁锈、油污、氧化皮等清除干净，焊缝坡口打磨直至露出金属光泽，每一层焊道焊完后及时清理干净，检查合格后再焊。

定位焊∶位置距焊缝端部30mm以上，其长度以100mm左右为宜，厚度不超过正式焊缝高度的1/2，最厚不超过8mm。

环缝焊接∶由2名焊工，采用分段、对称、退步、窄道焊接法。

无损探伤∶焊接完成24h以后进行无损探伤，探伤比例∶100%UT。

5 配水环管的水压试验

为了有效消除配水环管在工厂及现场焊接施工的内部应力，检验其强度，对焊接调整完的配水环管进行水压试验，并要求缓慢均匀加压。将试验电动泵接在配水环管进水总管口法兰，试验按步骤进行升压、保压、降压，试验过程作好详细记录，包括压力值、时间、配水环管的变形值等。

配水环管安装、焊接、探伤、清理完成等工作完成后，连接喷针法兰闷盖，连接内支撑，安装配水环管进口法兰处闷盖。将试压设备及管路、表计等安装好，试压设备采用SY25试压泵。

进水总管安装完成后，进行水压试验，试水压力14.9MPa，持续30min，不得有渗漏现象。

配水环管内充水，分级升压∶按0MPa、3MPa、6.0MPa、9.0MPa、12.0MPa、13.5MPa、14.9MPa，升压过程中，各级间保压15min，进行观察，无异常后再继续升压。升压至14.9MPa观察无渗漏及异常后，降压至13.5MPa，再观察15min，无异常后重新升压至14.9MPa，保压60min，检查各焊缝及法兰等是否有渗漏。

经试压无任何异常后，进行泄压，过程与升压过程相反。

6 配水环管保压浇注混凝土

加固∶装上16个拉紧器，并与16个锚环联接。对称方向拧紧拉紧器，并加焊其他拉筋，使其定位。对配水环管再次升压到10MPa，浇筑混凝土，各法兰架设百分表监测变形。

混凝土浇筑过程中，测量记录各百分表的读数，根据变形情况调整浇筑顺序。监测水压值，应保持在10.0±0.5MPa，由于混凝土的温度变化，需要进行排压和升压调整。混凝土强度达70%后，排除水压。

7 综合检测成果及水压试验曲线

7.1 综合检测成果（表3）

表3 综合检测数据

7.2 水压试验曲线（图3）

图3 水压试验曲线

8 结语

小沟电站立式四喷嘴水轮机属于特高水头机型，国内这方面的施工经验不多见，施工安装具有一定的难度和较高的技术要求。我们根据实际情况，进行了认真分析研究，制定出上述的安装及调整方法，保证了安装施工的质量，在浇混凝土后，所有控制尺寸的最终数值、精度误差均小于给定的允许值。整个安装、调整工作顺利，保证了施工工期，机组启动运行，稳定可靠，取得了较好的效果。

TK738

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1672-5387（2014）02-0042-04

2013-12-03

张建国（1966-），男，高级工程师，从事水电站机组安装施工技术及管理。