淺析大型燈泡貫流式水輪發電機組管形座安裝技術

何海軍

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川成都 610225）

1 工程概況

岷江龍溪口航電樞紐工程位于岷江干流樂山市犍為縣境內，是岷江下游河段（樂山－宜賓）航電規劃的第4 個梯級，距大渡河河口約80.9km，距上游犍為航電工程梯級約31.1km，下游約0.8km 即是犍為縣新民鎮。龍溪口航電樞紐閘址距省會成都市228km，距樂山市106km，距犍為縣42km，航電樞紐布置于犍為縣新民鎮上游約600 ～800m 的岷江河段。龍溪口航電樞紐總庫容為3.24億立方米，總裝機容量為480MW，裝設9 臺燈泡貫流式機組，單機容量53.34MW，電站1#、2#、3#機組設備由浙江富春江水電設備有限公司制作供貨，4#、5#、6#機組設備由東方電機廠設備制造廠家供貨，7#、8#、9#機組設備由東芝水電設備（杭州）有限公司制作供貨[1]。（分析浙江富春江水電設備有限公司制作供貨的1#、2#、3#機組編寫，以下簡稱浙富）。

2 管型座安裝施工工藝技術

2.1 工藝要點

管型座在安裝間拼裝，平面位置誤差不能大于±1mm。管型座安裝測量控制線必須以尾水管里襯實測的中心、高程、里程為基準，進行放樣。

管型座吊裝就位等測量控制點的設置與尾水管里襯相同，要設置標準高程中心架和測量用基準點，在機坑中設置標高中心架，用鋼琴線拉出機組軸線，在距內殼體、外殼體進口200mm 位置各設置平行于轉輪中心線的測量基準線，平面位置誤差不能大于±1mm，高程誤差不大于±1mm。管型座測量控制線必須以尾水管里襯實測的中心、高程、里程為基準，進行放樣。

2.2 管型座組裝

2.2.1 內殼體組裝

（1）在安裝間適當位置，根據立柱和內殼體的結構尺寸放置8 塊鋼支墩或鋼墊板，相應配置8 對楔子板，利用水準儀將楔子板的高程調整一致。（2）參照浙富內殼體裝配、管型座裝配、上立柱、下立柱等相關圖紙，將內殼體與上下立柱在安裝間整體水平組裝。上立柱處坡口位于上立柱側，下立柱處坡口位于內殼體側[2]。（3）利用鋼板、楔子板、組合螺栓等調整組合縫、過流面側的錯牙。水準儀檢查兩瓣內殼體是否在同一平面，并根據檢查記錄進行調整，檢查法蘭面，平面度應在0.3mm 以內，圓度應在1mm 以內，合格后把緊組合螺栓。

2.2.2 上、下立柱與內殼體組裝

（1）組裝簡圖如圖1 所示。（2）在安裝間放置內殼體，根據扇形的結構尺寸放置4 個鋼支墩或鋼墊板，相應配置4 對楔子板，利用水準儀將楔子板的高程調整一致。（3）利用鋼板、楔子板、組合螺栓等調整組合縫，過流面側的錯牙小于3mm。檢查內殼體與上下立柱組合面是否在同一平面，并根據檢查記錄進行調整，用水準儀檢查法蘭面，平面度應在0.5mm 以內，圓度應在1mm 以內。（4）將上立柱和內殼體進行組合，利用楔子板以及千斤頂、橋機配合調整，利用鋼板、楔子板、組合螺栓等，調整組合縫、過流面側的錯牙小于1mm，廠內標記線錯牙不大于0.5mm。檢查內殼體與上立柱組合面是否在同一平面，并根據檢查記錄進行調整，檢查立柱上法蘭段與內殼體法蘭面平行且平面度應在0.6mm 以內，法蘭段法蘭面距內殼體法蘭面為845mm。

2.3 管型座安裝調整

首先，將基礎板頂面清掃干凈，基于廠家圖紙，將調整用的鋼板及螺栓安裝好。其次，在基礎板的合適位置放置4 對調整用的楔子板，并按廠家要求調整楔子板的頂面高程。

（1）吊入事先組裝好的上、下立柱及內殼體。（2）上、下立柱及內殼體找正并粗安裝、周向做支撐等固定好，防止傾倒[3]。（3）調整好尺寸，檢查并做好記錄。（4）內殼體安裝允許誤差：水流方向±1mm，高程比尾水管里襯中心高2.5mm。（5）用千斤頂頂下立柱底部和左右前后，調整內殼體下游法蘭面垂直平面度及法蘭面離轉輪中心的距離為4225 mm。用下立柱基礎板上楔子板調整內殼體的中心高程，下立柱距轉輪中心線的距離為5615mm，檢查內殼體的尺寸直至符合要求。（6）對照尾水管中心調整管型座中心使管型座與尾水管中心同心。（根據以往經驗，考慮管型座混凝土澆筑完后的中心高度，計劃組裝時管型座中心比尾水管中心線高2.5mm，目的是澆筑完成后管型座與尾水管同心，具體值根據混凝土澆筑方法及順序進行調整確定）。

3 管型座整體調整

管型座在機坑內組裝完畢后，再次進行整體復測調整工作。調整采用水準儀、全站儀及掛鋼琴線的方法進行測量、調整，調整工作分內殼體調整和外殼體調整。

3.1 內殼體調整

（1）以尾水管法蘭面的測量數據為基準，重新復測檢查內殼體的中心、高程、里程、平面度等是否滿足規范要求，并作好記錄。（2）根據測量數據，利用下立柱下的調整螺栓及楔子板、千斤頂進行調整，確保內殼體上下游兩側法蘭面中心高程在規范要求的范圍內，高程應控制在+1 ～+2.5mm 范圍內。（3）利用下立柱下部左右兩側的調整螺栓以及下立柱底部設置的千斤頂配合調整內殼體Y-Y 方向的中心。

3.2 外殼體調整

（1）外殼體調整以內殼體為基準，利用外殼體下部的金屬支墩及千斤頂調整外殼體法蘭的中心高程，使用型鋼及外殼體兩側墻預埋的基礎調整外殼體法蘭的中心方位。（2）利用外殼體與尾水管之間的間距管調整外殼體法蘭與尾水法蘭的距離及法蘭波浪度。以內殼體為中心，利用內、外殼體之間的支撐管調整外殼體的圓度。在進行外殼體調整時，同時監測內殼體法蘭垂直度的變化[4]。

4 管型座焊接

4.1 內殼體與立柱組合縫的焊接

4.1.1 焊前準備

（1）焊前必須將坡口兩側油污、油脂、潮氣、鐵銹、油漆或其他任何影響焊接質量的雜物清理干凈，坡口內的氧化皮、鐵銹必須打磨直至顯露出金屬光澤。（2）焊條必須在焊條烘干箱內進行350℃烘焙2 小時后使用，使用保溫筒要保溫、隨用隨取。（3）焊接方法主要為手工電弧焊或二氧化碳保護焊。焊接材料為J507 焊條,規格為φ3.2mm、φ4mm 兩種或焊絲。（4）焊接人員必須持有合格證書，并經監理工程師認可，掛牌上崗。（5）采用加熱板或遠紅外加熱裝置進行加熱。

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4.1.2 立柱與內殼體焊縫定位焊

（1）定位焊使用焊條應與正式焊接的焊條相同，定位焊拼裝時長度應控制在80 ～120mm 范圍內，厚度控制在10mm 以內。（2）焊接前，根據廠家焊接工藝要求進行預熱。在焊接過程中，層間溫度下降，需對焊接外側進行加熱，焊接層間溫度控制在100 ～200℃范圍。

4.1.3 立柱與內殼體焊縫正式焊接

（1）焊前預熱溫度控制在80 ～120℃。（2）內側焊接。先進行封底焊，檢查合格后，繼續焊接到50%內坡口深度。（3）外側清根、檢查。外側碳弧氣刨進行清根，并使用砂輪修整，作表面無損檢測。（4）外側焊接至坡口50%深度為止，使用砂輪修整。（5）內、外側焊縫對稱、平衡、交替焊接，將焊縫坡口焊滿。（6）焊接采用分段、跳焊、退步方式進行。（7）焊縫焊接采用多層、多道焊，封底和蓋面使用ф3.2mm 焊條/絲，其余各層采用ф4.0mm 焊條/絲[5-6]。

4.2 水平翼板焊接

（1）焊前預熱到80℃，焊接層間溫度控制在100 ～200℃范圍，焊后保溫緩冷。(2）焊接時由2 名焊工對稱、同時、同向、同速、同規范多層多道焊接，每段焊接進行先仰焊，平面上部清根，后平焊，根據變形情況，兩面交替焊接。焊接順序如圖2 所示，焊接過程中除底層、表層焊縫不進行錘擊外，對其余各焊縫逐層進行錘擊，減少焊縫的殘余應力。（3）水平翼板對接焊縫焊接完成后，進行無損檢測和UT 檢查，按NB/T47013.3 中II 級執行，UT檢查按GB/T26952-2011 中2 級執行。

5 管型座安裝質量控制

為保證管型座最終安裝質量，不僅要在管型座安裝焊接時保證各種尺寸滿足設計及規范要求，還要在管型座二期混凝土澆筑時控制變形。

5.1 管型座安裝質量控制要點

表1 貫流式水輪機管型座安裝允許偏差（單位：mm）

5.2 管型座二期混凝土澆筑質量控制

由于管型座法蘭面已加工成型，在混凝土澆筑過程中，必須嚴格控制混凝土澆筑中的變形。

利用全站儀對外殼體法蘭面進行監控。砼澆筑前，測量法蘭面處的8 點平面度，并做好記錄。按設計要求澆筑第一層高度時，測量其法蘭面平面度，做好記錄，根據平面度數據的變化情況，調整各位置的澆筑量。比如，若法蘭面平面度超過2mm 以上，無法打磨處理，則應停止澆筑，重新調整加固，進行第2 次、第3 次、第4 次直至外殼體表面被二期混凝土全部覆蓋為止[7]。

6 結語

管型座安裝是大型燈泡貫流式水輪發電機組安裝工作中的一個關鍵工序，因其尺寸大、重量重、安裝環境惡劣、工期長、安裝質量要求高等特點，在其安裝完畢后，二期混凝土澆筑時間和保養工期長。本文對其整體管型座各部位安裝技術進行了分析，有利于確保管型座發揮應有的價值和作用。