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进水球阀及操作系统安装技术措施

2016-11-17杨存勇

水电站机电技术 2016年10期
关键词:水阀蜗壳球阀

郭 峰,杨存勇

(中国水利水电第一工程局有限公司,吉林 长春 130062)

进水球阀及操作系统安装技术措施

郭 峰,杨存勇

(中国水利水电第一工程局有限公司,吉林 长春 130062)

江边水电站装设3台套公称直径2 100 mm,重量为76.24 t进水球阀,每台进水球阀由阀体、伸缩节、延伸段、液动部分及附件构成。受吊物孔限制,依次对伸缩节、阀体、延伸段进行安装。主要介绍进水球阀及操作系统的安装工艺,供同类设备安装借鉴。

进水阀及操作系统;安装;技术

1 概述

江边水电站装设3台套单机容量为110 MW混流式水轮发电机组,水轮机型号HL(TF5008)-LJ-315.5,额定水头272 m,额定转速333.3 r/min,额定流量45.2 m3/s。在每台机组左侧设置有进水球阀。

进水球阀公称直径2 100 mm,总重76.24 t,最高进水头不小于313 m,最大工作压力不小于375 m,进水球阀为横轴双面密封阀球阀,单个直缸接力器操作,并配置油压装置操作系统,球阀密封采用水压操作,工作密封设在下游侧,检修密封设在上游侧,无需排空压力钢管和拆卸球阀主体便可以检修和更换工作密封。为方便进水球阀的安装、拆卸和检修,在球阀的下游侧,设有伸缩节,并在球阀上设置有DN250旁通阀和旁通管路。

2 进水球阀安装工艺流程图

进水球阀安装工艺流程见图1。

3 进水球阀安装措施

3.1 基础埋设

对已安装好的进水压力钢管和蜗壳实际中心、高程进行检查、复测,按蜗壳进水端的实际中心和高程来确定球阀和接力器基础埋件中心、高程,用测量仪器测出球阀基础和接力器基础的方位,调整基础板方位、高程和水平度。调整合格后对地脚螺栓、楔形板和基础板进行焊接加固,并紧固球阀和接力器基础地脚螺杆的上下螺母,球阀就位前再次对球阀和接力器基础中心、高程进行复测,满足规范要求后进行安装球阀。

3.2 伸缩节安装

(1)在安装场将活套法兰2与密封制动环组合,用20颗M24×120螺栓进行把合。

(2)将把合好的活套法兰2和密封止动环套在球阀伸缩节上,并用φ10圆橡胶进行密封。

(3)用桥式起重机将球阀伸缩节活套法兰1吊入,与蜗壳进口段法兰组合用8个内六角圆柱头螺钉M20进行把合固定,在蜗壳进口短管法兰盘根槽内放入φ10圆橡胶进行密封。

图1 进水球阀安装工艺流程图

(4)用桥式起重机将球阀伸缩节吊至蜗壳进口处,将伸缩节插入活套法兰1中、将活套法兰2与活套法兰1和蜗壳进口短管用40颗M90×380双头螺栓把合连接。伸缩节和蜗壳进口短管连接螺栓对称进行紧固。

(5)在蜗壳进口法兰与伸缩节间均布四块17mm楔块(设计间隙为20 mm,考虑球阀延伸段焊缝焊接收缩量约为3 mm),调整伸缩节,使伸缩节紧靠楔块,伸缩节与活套法兰间隙均匀,不应有卡阻现象,盘根宽度的允许偏差不大于3 mm。

3.3 进水球阀安装

(1)初步调整基础高程水平后,将进水阀放置在基础板上,根据设置的测量点线利用千斤顶调整进水球阀的高程、水平及中心位置,使球阀紧靠伸缩节,对称均匀紧固伸缩节与球阀把合螺栓。

(2)球阀的活门转动应灵活,与固定部件应有足够间隙,一般不小于2 mm。

(3)球阀安装允许偏差,见表1。

表1 球阀安装允许偏差表

(4)检查伸缩节与蜗壳进口法兰之间的间隙是否均匀、是否符合要求;检查合格后按制造厂要求把紧进水阀基础螺栓,将伸缩节活动法兰与进水阀连接,全面复测中心、高程、间隙,符合要求后,进行上游侧延伸段的安装。

3.4 上游延伸段安装

(1)利用外径千分尺测量压力钢管出口与进水阀上游法兰间的距离,并与延伸段对应的实际尺寸进行比较,以确定压力钢管切割长度并划出切割线。

(2)校核切割线是否准确无误,然后进行切割及坡口打磨。

(3)将进水球阀基础螺栓松开,利用下游伸缩节间隙,将进水阀向下游平移10~15 mm,将延伸段吊入安装位置,与进水阀上游侧法兰相连接。在压力钢管对接部位设置钢支架,以防倾倒。

(4)将延伸段连同进水阀整体向上游侧平移(平移过程监视伸缩接活动法兰无卡阻现象),使得延伸段与钢管对接,检查其错牙以及间隙,须满足图纸及规范要求。

(5)检查蜗壳进口法兰与伸缩节间隙、周向间隙符合设计要求。

(6)在进水阀延伸段垂直方向、水平方向和中心线方向架设4块百分表,监视延伸段焊接时的变形。

3.5 上游延伸段环缝的焊接

3.5.1 焊接

进水球阀延伸段与压力钢管凑合节焊缝焊接采用手工电弧焊,焊接时由两名焊工沿环缝圆周长分段对称同时施焊,以相同的焊速分层、逐层对称焊接,不允许跳跃,层间焊接接头错开25 mm以上。焊接过程中对焊接位置变形的控制:采用在进水球阀(延伸段侧)上、下、左、右中心外侧各放置百分表一块,焊接时设专人负责监视百分表读数的变化,发现有变形时立即调整焊接顺序。首先焊接坡口内侧焊道,焊接完成后,对背缝进行气刨、打磨后焊接。

焊接过程控制:

(1)手工电弧焊焊接时的预热温度为80~100℃。测点应在所施焊的焊道背面测量,测点位于焊缝左右50 mm,对称测量,由专人进行记录。

(2)层间温度应控制在100~200℃之间,后热温度在150~200℃,保温时间为2 h。

(3)定位焊的预热温度应比实际焊接时的预热温度高20~30℃,定位长度100~150 mm,间距100~200 mm,厚度4~8 mm。定位焊在背缝进行焊接。

(4)焊接要求进行多层多道焊接,多层焊焊道的接续部位不准在上、下、左、右中心方向相重合,应错开25 mm以上,多层焊的层间接头应错开。

(5)焊层厚度及焊道宽度:手工电弧焊打底最大厚度为6 mm,后续层每层最大厚度:平焊为3 mm,其余焊接位置为4 mm。焊道最大宽度为焊条直径的2~4倍,具体焊接层道数按实际焊缝大小确定。

(6)焊接过程中对焊接位置变形的控制采用在钢管上、下、左、右中心外侧各放置百分表一块,焊接时设专人负责监视百分表读数的变化,发现有变形时立即调整焊接顺序,使焊接变形控制在允许范围之内。

(7)控制焊接层间温度,使其保持在预热温度至200℃之间。焊接时的环境温度及湿度、预热温度、层间温度及后热温度,应每隔20 min测记一次,焊接过程有专人进行记录,记录进行存档处理。

(8)在每一层焊接完成后,用风铲或手锤敲击焊缝,及时释放焊缝存在的应力。

3.5.2 碳弧气刨清根(1)用转头式气刨枪手工操作进行焊缝背部清根。(2)碳弧气刨的电弧长度控制在1~2 mm内,并且所用的压缩空气应干燥无污染。

(3)气刨槽形状:底部圆角半径为4~6 mm,两侧面斜度4:1,刨槽顶部宽度等于或稍大于槽深和坡口宽度。

(4)对手工焊应清除至露出打底焊道为止。

(5)气刨操作应连续完成,气刨后的刨槽应进行打磨:打磨95%以上,铲除渗碳层,露出金属光泽为止。

3.5.3 焊接检验

(1)焊缝外观检查

所有焊缝均应进行外观检查,其外观质量必须满足《压力钢管制作安装及验收规范》(DL5017-93)第6.4.1条的规定。

(2)焊缝无损检测

1)焊缝无损检测应在外观检查合格后进行;2)进行探伤的焊缝表面的不平整度应不影响探伤评定;

3)在钢管焊接结束24 h后进行无损检测;4)焊缝无损探伤的检查比率为100%;

5)UT探伤一类焊缝BI级合格;射线探伤一类焊缝Ⅱ级合格;

6)超声波探伤如发现有可疑波形不能准确判断时,用射线透照复验。

3.6 各法兰连接螺栓最终拧紧

上游延伸段和钢管焊接完成后,应对球阀进行检查调整合格后,对各法兰面连接螺栓进行拉伸拧紧,拧紧一般分二次或三次至紧固力矩,螺栓扭紧力矩23.8 kN·m。

3.7 球阀接力器及操作机构安装

3.7.1 接力器及附件的安装

(1)在厂房对接力器进行清洗、检查和装配后,各配合间隙应符合设计要求,活塞移动应平稳灵活。

(2)各组合面间隙,用0.05 mm塞尺检查,不能通过;允许有局部间隙,用0.10 mm塞尺检查,深度不应超过组合面宽度的1/3,总长不应超过周长的20%。

(3)节流装置的位置及开度应符合设计要求。

(4)接力器应按照要求作严密性耐压试验,耐压试验应达到额定值6.3 MPa的1.5倍即9.5 MPa,保持30 min,应无渗漏现象。

(5)接力器活塞行程,应符合设计要求,接力器全开至全关转动角度为90°。

(6)为了正确确定接力器的位置,可把球阀调整至中间位置,其基础板与底座的安装,应根据球阀在中间位置时,拐臂联接销孔的实际位置确定。将接力器吊到基础上,与底座、基础螺栓联接在一起,连接接力器、拉杆、拐臂(应处于水平),此时接力器活塞应处于中间位置,通过挂线锤检查调整接力器底座耳孔中心至球阀体枢轴中心,水平距离应为1 000 mm,垂直距离应为3 400 mm。接力器安装的水平偏差,在活塞处在中间位置时,侧套管或活塞杆水平(或垂直度)不应大于0.10 mm/m。

(7)球阀体、接力器基础板二期混凝土浇筑。3.7.2系统管路安装

(1)不锈钢管路坡口采用机械加工,坡口两侧20~30 mm内清理干净,焊接采用不锈钢氩弧焊。管路焊接完成后安装耐压试验接头,接入试验管路和试压泵,对所有管路分段、分批进行耐压试验,试验压力油管为9.5 MPa,漏油和回油管为2.4 MPa保持30 min。试验合格后对管路内部彻底清洗、涂油、用干净白布包扎、封口。

(2)系统管路按编号进行回装,仔细安装密封垫或密封圈,对称均匀把紧连接螺栓,管路安装后按电站要求涂色漆。

3.8 旁通阀及管路安装

(1)在DN250旁通阀安装前,对旁通阀进行耐压试验和密封试验,耐压5.63 MPa,10 min不产生有害变形和渗漏。

(2)安装钢管排水阀及其管路。

3.9 油压装置安装

3.9.1 集油槽、压油罐安装

集油槽、漏油箱安装后应进行渗漏试验,保持12 h后,应无渗漏现象;压力油罐应做严密性耐压试验,试验压力为9.5 MPa,保持30 min,应无渗漏。

3.9.2 油压装置安装

(1)安装油泵过滤器、卸载阀、安全阀、逆止阀、截止阀等附件。

(2)校验、安装压力表、压力开关、压力传感器、液位传感器、液位计、油混水信号器、安全阀、补气阀以及油压装置控制箱等。

3.9.3 油压装置充油调整试验

(1)从螺杆泵到压力油罐的阀门均打开,用点动启动油泵,检查电动机转向,应与螺杆泵上的箭头所指方向一致,无误后再次启动螺杆泵,向压力油罐送油,直到压力油罐中油位达到正常值,并校核各液位开关的准确性。这期间应注意运转是否平稳,有无震动及异常的噪音。

(2)打开自动补气装置,自动或手动向压力油罐充压缩空气,使压力至0.5 MPa,检查油管及各路元件的连接处的密封性,应保证不漏气,不漏油,核对压力传感器和油压表。

(3)调整安全阀至最小压力值,卸载阀在卸载位置,启动油泵空载运行1 h,油泵、电动机应工作正常。

(4)整定油压装置各压力信号器的值。

3.10 液压控制柜、电气控制柜和自动化元件安装

液压控制柜和电气控制柜安装;进水球阀系统上的各行程指示开关、压力开关和压力传感器等自动化元件安装。

4 进水球阀系统调试

4.1 无水调试

在压力钢管无水的情况下,操作电磁阀开启、关闭进水阀,调整进水阀启闭时间。分别用工作及备用油泵操作活门及旁通阀,其动作应平稳,开关时间应符合设计要求。活门实际全开位置的偏差,不应超过±10 mm。

4.2 充水试验

无水调试完成后,进行引水系统充水试验,充水时从全厂公用供水总管取水,经高压水泵通过进水阀前的压力钢管排水管向引水管道充水。进行密封的动作试验。

4.3 动水关闭试验

在机组联合调试时进行动水关闭试验。

5 结语

江边水电站进水球阀严格按照工艺措施安装,并在安装过程中不断进行分析、论证,优化进水球阀的安装措施,为以后类似进水球阀的安装提供参考经验。

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TV732

B

1672-5387(2016)10-0077-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.10.024

2016-03-15

郭 峰(1982-),男,助理工程师,从事水电厂机组安装、检修及施工管理工作。

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