乌江银盘水电站轴流转桨式水轮发电机组的安装监理质量控制

胡鑫凡 雷 霆 秦留生

(黄河勘测规划设计有限公司 河南郑州 450003)

1 工程概述

乌江银盘水电站位于重庆市武隆县境内，是乌江干流规划的第十一级梯级水电站，上游接彭水水电站尾水，下游为规划的白马航电枢纽电站梯级，是兼顾彭水水电站的反调节任务和渠化航道的大型水利枢纽工程。水电站规划安装4台单机容量为150MW的轴流转桨式水轮发电机，总装机容量为600MW，多年平均发电量27.08亿kW·h。该项目以发电为主，兼顾航运的水电站枢纽工程［1］。

本电站在电网中除承担基荷外，还将承担调峰、调频和事故备用的任务。电站按无人值班、少人值守设计，采用计算机监控系统，实现电站的远方运行控制、调节和管理。

该工程于2005年8月开始进行前期准备工程建设，第一台机组于2011年5月25日正式并网发电。

2 水轮发电机组基本参数

2.1 水轮机

型号ZZ—LH—860;最大水头Hmax=35.12m;最小水头Hmin=13m;额定水头He=26.5m;额定功率152.6MW;额定流量632m3/s;额定转速83.3r/min［2］。

水轮机安装及其特点:①转轮室由上环、中环、下环三部分组成，加工后分瓣运往工地组拼，现场配加强筋焊接成整体，同时调整其圆度及高程;②支持盖、大轴与转轮构成一个单元进行吊装，连轴前，转轮利用临时支撑悬挂在支持盖上，再通过支持盖将其挂装在顶盖上;③水导主轴密封与水导轴承位于支持盖内，主轴密封、水导轴承部件须在机组盘车后将瓦架吊起，再进行安装;④连轴采用厂家提供专用手动液压棘轮扳手;⑤受油器采用浮动瓦结构，以防止操作油管磨损和烧瓦现象。

2.2 水轮发电机

型号SF150—72/14140;额定容量166.7MV·A;额定功率150MW;额定电压13.8kV;额定功率因数 (滞后)0.9;额定效率98.4%;发电机采用空气冷却方式［3］。

发电机安装及特点:①发电机定子采用现场组装叠片热压工艺，铁芯总高 1578mm，直径14140mm，定子总重217t;②发电机转子采用无轴结构，主要由中心体、圆盘支架、磁轭和磁极组成，转子上部与上端轴相连，下部与发电机轴相连，连接方式均采用法兰连接，发电机转子外径13356mm，转子磁轭高度1818mm，整体转子总重为505t，采用专用起吊工具进行吊装;③发电机为立轴半伞式结构，设有上导和下导轴承，推力轴承设在转子的下部，由下机架支撑;轴承均采用透平油进行润滑，下导轴承与推力轴承分开设置;推力轴承油冷却器设在油槽外部，上导和下导轴承油冷却器设在油槽内部，由电站技术供水系统提供的水进行冷却;④采用电动盘车方式，主要校正推力轴承受力、发电机轴与水轮机轴同心度、转子摆度、各部轴承摆度、集电环摆度、定转子空气间隙、转轮摆度、转轮与转轮室间隙及受油器操作油管摆度等。

3 针对该机组特点采取的质量控制措施

水轮发电机组设备安装阶段质量控制的主要依据是《水轮发电机组安装技术规范》(GB 8564—2003)及制造厂家的水轮机和发电机作业指导书。以过程控制为主，对重点部位、关键工序进行旁站监督。在工程监理的过程中，对主要设备安装的所有作业进行全过程、全方位的监督、检查与控制，从而实现了对安装质量的有效控制。

3.1 事前控制［4～6］

(1)对进入施工现场的设备和材料进行质量检查和验收。

1)首先要求安装单位在人员配备、施工组织管理、检测程序、方法、手段等各个环节加强管理，明确对到货设备的质量要求和技术标准，做到对未经检验的材料不允许用于本工程的施工过程中，质量达不到要求的材料及时清退出场。

2)设备到货后，有专业监理工程师参与开箱检查，主要对其到货名称、规格和尺寸、数量及合格证进行验收，如有发现设备缺陷和缺件现象，立即通知业主与制造厂家联系解决，如业主委托安装单位处理 (制造缺陷)，安装单位需上报设备缺陷的处理措施并经厂家认可和专业监理工程师审批后方能实施，以确保工程质量。

3)设备的存放必须符合厂家技术要求和相关规范的规定，对精密元件及贵重设备需库存放置，对货物的存放合理安排，并且有明确的标示，以防混用，并且有专人进行监管。对存放在露天堆放的设备必须做到防雨、防晒措施且应用枕木将设备垫高，堆放场地必须砌筑临时围墙和布置排水沟。

4)对施工单位自行购置的材料、焊条等均要提供合格证及其相关监测资料供专业监理工程师审查后方能使用，坚决制止以劣代优，以次充好的现象发生，保证原材料的合格性。

(2)审批安装单位提交的施工组织设计、单项工程的施工措施、施工工艺方案，以确保安装工程质量有可靠的技术保障。

(3)检查各种检测仪表、量具是否准确有效。

(4)审查或查验现场作业人员的岗位操作资质，坚决杜绝无证上岗。

(5)安装单位在安装设备前，应对机组安装使用的控制点线进行检查并提供相关资料，经监理工程师审查后方能进入工序施工，做到严格控制，发现偏差立即纠正。

(6)土建移交机电安装工作面时，对施工场地进行认证检查，达到工作面移交条件后，由监理工程师、土建单位代表、机电安装单位代表进行工作面会签移交手续;对于土建单位在此工作面上还有工作未完成的或必须在机电安装完成后才能进行的工作面，在机电安装完成并监理工程师验收合格后以同样的移交方式立即返交土建单位进行施工。

3.2 过程控制［4～6］

(1)对关键工序进行旁站监理。对设备安装的重要部位或有特殊工艺要求的安装部件，监理人员进行全过程旁站监理，以便对发现的问题及时处理。如:发电机定子支架、转子支架的焊接质量不符合要求，其返工工程量大，且返工后不但影响安装工期，还影响永久设备的质量;又如水导瓦与主轴的间隙调整，此间隙要求0.46～0.52mm，其装配精度要求较高，装配难度大，又因为水导轴承在支持盖底部，装配空间较小，操作极为不便。对此，水导轴承的装配对其进行全过程监理，随时进行测量，发现问题及时要求安装单位进行整改，从而消除了安装可能发生的质量隐患，保证机组的长期稳定运行。

(2)安装过程主抓重点、临界项目。根据轴流转桨式水轮发电机组安装工程的特点和技术要求，从实际出发，确定监理质量控制的重点项目和临界项目。对于安装工程重点部位，如底环的安装过程中，转轮室与底环的同轴度，底环的平面度、底环的安装高程、底环与座环连接法兰的预紧力等要进行认真的检查测量，严格按照规范和厂家的设计要求进行验收。对于临界项目，如转子的吊装，安装单位要申报吊装技术方案和安全措施，并经监理工程师进行审批后执行，同时吊装前要对转子所有工序必须验收合格，对吊装前定子各项工作进行检查签字后再进行吊装，实行对工序交接检查，避免不同工序、工种交接时将质量隐患带入下一道工序。

(3)全过程监理，数据说话。监理工程师对项目工程实施全过程监理，根据国家规范、合同文件及设计技术要求为依据，现场进行数据测量，用测量的数据来判断工程质量。如机架安装高程和水平是否在设计技术要求范围之内，如果不在技术要求允许范围之内，发现后立即以现场指令形式通知施工单位重新进行调整，以保证设备安装质量。

(4)加强质量意识，规范施工工序，实行“三检”制度。安装施工单位在施工过程中对每道工序必须执行“三检”制度，必须有安装单位质监部门专职质检员签字确认和厂家代表签字确认后经现场监理工程师验收签字认定后方可进行下道工序施工。如果安装单位没有进行“三检”或没有厂家代表签字，监理人员拒绝验收。

(5)案例。

1)事件描述:安装单位在进行1号水轮发电机组盘车后调整轴线时发现“下机架中心发生位移，导致轴线偏离中心1.5mm”。

2)事件调查及分析:在发现此问题后，监理工程师首先组织专业监理工程师、安装单位、厂家代表对下机架定位销进行了检查，检查发现定位销与销轴孔之间有一定间隙。由于下机架根据厂家提供安装作业指导书工艺要求必须进行预装，预装后浇筑下机架支墩，待混凝土达到安装要求后在进行安装复位，由于销钉孔与销轴之间有一定间隙可能导致了复位的偏差。

3)事件处理情况:根据现场检查结果及初步原因分析，监理工程师立即将上述情况汇报业主。次日，由业主主持安装单位、监理单位、厂家代表以及专家组相关人员对其进行探讨。安装单位认为:“对下机架中心重新找正，下机架安装精度达设计要求后，钻铰锥销孔装配定位销，以确保整个下机架精确定位。”厂家代表认为:“下机架中心发生位移，使得推力镜板与推力轴承将不同心，可能导致瓦的受力不均，机组转动部件与静止部件保持同心对于机组的运行稳定是非常重要的，偏心将可能会产生一些不可预测的现象，厂家设计同意下机架钻铰锥销孔装配定位销。”监理单位认为:“1号发电机下机架中心发生了偏移，偏移情况为偏+X方向1.5mm，该结果大大超出了《发电机安装作业指导书》的0.03mm的要求值，不能满足机组正常运行，同意施工单位和厂家设计提出的下机架钻铰锥销孔装配定位销的意见。”最后经各单位认真讨论达成同意意见:“利用500t同步液压千斤顶和限位装置，将下机架进行推移，保证达到设计要求，重新找正后下机架钻铰锥销孔装配定位销，以确保整个下机架精确定位。”

3.3 事后验收［4～6］，及时处理质量问题

单元工程或分部工程、分项工程施工完毕后，监理工程师及时按照相应的质量验收标准和规范要求，对所完工的工程质量进行验收并对单元工程质量进行评定。

安装过程中出现的质量问题，监理工程师根据具体情况做出相应的处理，对重大质量问题，及时与有关参建方进行讨论，并提出合理可行的处理意见或方案。同时，对关键部位发现的质量问题，以书面通知方式通知安装单位进行及时整改，由现场监理进行跟踪处理，取得最终质量保证。

质量控制中最后的补救措施是事后验收。通过事后验收，对安装中存在的质量缺陷或质量隐患，监理工程师以书面通知方式要求安装单位立即进行整改，及时处理问题，从而既保证了施工质量，又不影响施工工期进度，避免不必要的经济损失。

4 监理效果

通过监理工程师对机组安装各个环节的质量控制，严格按照厂家设计要求和国家标准进行工序检查，对不合格部件不能使用，对不合格工序进行整改，杜绝隐患施工，首台机组调试运行工作顺利完成，各项参数均达到设计范围。这充分显示了监理工作在施工质量控制中的重要性，也证明了监理工程师提出的质量控制措施是行之有效的。表1为机组不同转速时各部振动、摆度值，表2为机组额定转速工况各部位温度记录。

表1 机组不同转速时各部振动、摆度值

表2 额定转速工况各部位温度记录表

5 结语

实践证明，监理工程师提出的“事前控制、过程控制、事后验收”的质量控制措施是行之有效的，在年度考评中连续五年被评为国家样板工地，从质量控制方面收获了宝贵的经验，尤其是为公司在轴流转桨式水轮发电机组安装监理工作填充了空白。乌江银盘水电站第一台机组通过安装单位的精心施工、监理工程师的有效质量控制，顺利完成了72h的试运行并成功并网发电。

1 詹金环，陈超敏，饶志文.乌江银盘水电站施工导流规划与设计 ［J］.人民长江，2008，39(4)

2 重庆银盘水电站水轮机现场安装作业指导书 ［DL］.浙江富春江水电设备股份有限公司技术文件.百度文库，2010，04

3 重庆银盘水电站4×150MW立轴半伞式水轮发电机现场安装作业指导书 ［DL］.浙江富春江水电设备股份有限公司技术文件.百度文库，2010，04

4 强健.机电安装工程监理实务 ［M］.北京:机械工业出版社，2008

5 陈慧忠，姜和平，陈昌杰.水利水电工程监理实施细则范例［M］.北京:中国水利水电出版社，2005

6 中国葛洲坝集团公司.三峡700MW水轮发电机组安装技术［M］.北京:中国电力出版社，2006