新版水轮机安装工程监理工作经验交流.doc

尊敬的领导、各位同行：大家好!
不久乐今天参与技术质量部主办的机电与金结安装监理经验交流会，为和大家一起探讨机电及金结设备安装工程监理工作的重点、难点并分享所过程中积累的经验，我准备的题目是《水轮机安装工程监理工作体会》，内容共分四个部分，第一部分：介绍水轮机的结构、作用及基特点；第二部分：介绍水轮机安装工序；第三部分：介绍水轮机安装过程中质量控制要点；第四部分：监理工作的重点，和大家共勉。
水轮机安装工程监理工作体会
第一部分：水轮机的作用、结构及特点：
一、 水轮机的原理及作用：
众所周知，水轮机是将水的动能(或压能)转化为旋转机械能的水力原动机，高速水流经压力管道冲击转轮叶片(或带动转轮)使转动部件动作，在这个过程中由于水流和水轮机的互相作用，水流能量传给水轮机，水轮机开始旋转作功从而完毕能量转换。
根据水能开发条件不同(或运用水能的形式不同)，从大体上分有两类：反击式(重要运用水的压能，是应用最广泛的水轮机)和冲击式(重要运用水的动能)，根据水流进入和流出转轮的方向不同反击式水轮机分为：轴流式、混流式、贯流式、斜流式；根据转轮的进水特性，冲击式水轮机分为水斗式、斜击式和双斗式。这里，我将以混流式水轮机为主线进行介绍。
二、 混流式水轮机的结构
水流由辐向进入转轮面轴向流出转轮的水轮机称为混流式水轮机，是世界上使用最广泛的一种水轮机，由美国工程师弗朗西斯于1849年发明，故又称弗朗西斯水轮机，，是应用最多的机型之一。
混流式水轮机的重要结构：引水室(蜗壳)、导水机构(固定导叶、活动导叶、底环、顶盖、导叶转动机构(拐臂、连杆、剪断销、控制环、推拉杆和接力器))、转轮(上冠、轮叶、下环、泄水锥、止漏环)、尾水管(锥管、肘管)及非过流部件(如轴承、主轴、密封)。
三、 混流式水轮机的特点：
1、合用多种水头(10m～700m)：世界上水头最高的混流式水轮机装于奥地利的罗斯亥克电站，其水头为672米，单机功率为58.4MW，于1967年投入运营。
2、合用大功率：现已投产的最大功率为700MW，如三峡电站，美国大古力水电站，在建的有向家坝电站(单机容量800MW)。
3、合用大尺寸转轮：三峡水电站水轮机转轮名义直径9.709/10.427m是世界最大的水轮机转轮(混流式)。
此外混流式水轮机还具有结构简朴，制造容易、运转可靠，效率较高、气蚀较轻等特点。
第二部分：水轮机安装工序
水轮机安装工序大体上分为：埋件安装、导水机构预装、转轮与水机轴装配、转轮吊装与水发联轴、轴线调整、水轮机设备及其附件回装等。
水轮机安装工艺流程

（1）埋件重要涉及尾水管、蜗壳、座环(基础环、支持环)、机坑里衬与接力器里衬安装。
（2）导水机构预装涉及活动导叶、底环、顶盖预装
（3）水轮机设备及其附件回装涉及：检修密封与工作密封、轴承及冷却系统、控制环及接力器、环形吊车、机械过速装置、爬行装置、油水气电管路、自动化组件、机坑照明等安装
第三部分：水轮机安装质量控制要点
（1）肘管
①肘管安装位置的检查涉及进出口水平、中心及高程、里程。
②肘管焊缝的错位，焊缝的焊前检查及焊后内部、外观检测可使用PT检测。
③附件及加固措施的检查。
④肘管二期砼回填过程中进口段监测，肘管中心线以下混凝土浇注上升速度控制在300mm/h以下、肘管中心线以上混凝土浇注上升速度控制在500mm/h以下。

肘管出口第一节

尾水肘管上部

（2）蜗壳
蜗壳拼装质量控制要点
A瓦片拼装的管节几何尺寸放样及样板检查
B对接缝的间隙、拼装纵缝的错边、间隙的控制。
C管节组装时,其直径调整考虑纵缝收缩量，纵缝接头内壁平齐。
D蜗壳对装后两端管口周长(±0.001L)、纵缝处弧度、管口平面度(3)、纵缝间隙(2～4)以及纵缝处错牙(2)，蜗壳开口尺寸(2～6)、开口对角线差(±10)、腰长差等尺寸的控制。
E焊接工艺控制。
F内支撑的刚度及管体结构稳定性控制。
②蜗壳安装质量控制要点
A蜗壳安装位置的检查涉及定位节安装的中心(到Y轴线距离0.003D)、高程(±5)及最远点半径(±0.004R)、定位节管口倾斜度(5)等；凑合节的切割、对装等；蜗壳延伸段瓦片的吊装等。
B蜗壳焊缝的错位(2)，间隙(2～4)，蜗壳焊接工艺控制(焊接顺序、焊接前预热、焊接过程中线能量控制、焊接后热解决)。
C无损探伤(UT、RT、MT、PT、TOFD)涉及：蜗壳与座环的对接焊缝、管节对接环缝、凑合节及蜗壳延伸段的纵环缝和与压力钢管的合拢环缝的焊前检查及焊后内部)，外观检测(裂缝、咬边、气孔、飞溅、余高、焊瘤等)。
D蜗壳打压及保压浇筑混凝土(有些业主甚至有些专家都建议取水打压，从监理角度为保证质量特别对焊接应力的建议打压)。

（3）座环与基础环组装、安装
1)组装时控制外形尺寸，涉及组合缝的错牙间隙，关键是要控制好焊接变形，特别是法兰面的变形，有些座环现场机加工，但有些现场是不加工的。

2）安装时应控制好中心、高程、水平及方位(座环是后续设备安装的基础，其中心、高程至关重要)，
3）控制混凝土浇筑的入仓强度及浇筑顺序，在过程中对座环的水平及是否发生位移进行监测，根据监测情况及时调整浇筑方案。
（4）导水机构安装
规定底环与座环的同心度不大于0.50mm;
底环上平面水平度不大于0.30mm，与机组x、y线方向偏差小于2mm，综合方位差不大于1mm;
导叶上、下端面间隙值均在制造厂给定的范围内(如个别部位间隙超差，则采用锉刀、手提砂轮机等工具进行研磨，直致达成设计的优良标准)。导叶轴套孔同轴度控制在0.1mm以内；
导叶立面合缝间隙检查(导叶全关并用钢丝绳捆紧，用0.05mm塞尺不能通过)；允许有局部间隙，用0.10mm塞尺检查，深度不超过周长的20%；
以下止漏环为基准挂水轮机中心线，用电测法测上部固定止漏环，调整顶盖中心符合规范规定(各止漏环圆度在5%转轮止漏环设计间隙以内)，并检测上部固定止漏环的圆度及直径应符合设计图及规范规定,合格后拧紧一半顶盖安装螺钉及套筒螺钉。
（5）转动部分安装
1）转轮与主轴联接时以主轴为中心，检查转轮上、下止漏环的同轴度及圆度，应符合设计及GB8564规范的规定(±5%～±10%)。转轮联轴螺栓均匀拧紧，使预紧力达成设计规定，法兰结合面应无间隙，必要时安装测圆装置。
2）轴轮就位后，用塞尺检查上、下止漏环一周的间隙应符合设计及规范的规定。主轴上法兰面高程应较设计高程低2～6mm左右，主轴水平度及垂直度控制0.02mm/m。
（6）接力器安装
1）接力器安装前应分解清洗，检查测量（制造厂注明不准拆卸的除外），装配后各配合间隙应符合设计规定。活塞移动灵活，行程符合设计规定(两活塞行程偏差不能1mm)。液压锁锭应分解清扫、回装实验，动作应灵敏可靠。
2）用合格透平油对接力器作严密性耐压实验，实验力为1.25倍的工作压力，保持30min无渗漏，排油后将各管口严密封闭。
3）接力器基础法兰应清扫光洁无高毛刺，接力器吊入安装后连接螺栓应对称均匀拧紧至设计预紧力。
4）接力器推拉杆与控制环连接应检测其水平符合规范规定(0.1mm/m)，检测耳柄销与孔的配合符合设计规定。
5）调整两接力器的压紧行程符合规定(根据转轮的直径拟定行程制造厂有规定的按规定，但不能小于规范规定)。
6）在机组无水调试时，测量并绘制导叶开度与接力器行程关系曲线，检查导叶最大开度时其与档块的距离应符合设计规定。
（7）水导轴承和密封安装
1）对轴瓦检查：橡胶瓦表面应平整、无裂纹瘃脱壳等缺陷；巴氏合金轴瓦应无密集气孔、裂纹、硬点及脱壳等缺陷，轴瓦间隙的拟定：应根据制造厂的规定并考虑盘车摆度值综合拟定。
2）水导轴承油箱应做煤油渗透实验，冷却器应做耐压实验
3）空气围带有安装前后均应做漏气实验，安装时注意其径向间隙要符合设计规定
4）主轴密封与轴的同轴度及径向间隙应按设计规定严格控制(允许偏差不超过平均间隙的±20%)
第四部分：监理工作方法
（1）认真审查、慎重批复各工序施工的技术、安全措施：
1）看懂制造厂图纸(涉及设计院的图纸)，对水轮的整体构造、各部件的细部结构以及各部件之间的连接、配合情况要所有明了。进一步研究制造厂安装技术说明书，全面了解各部件的组合、安装程序及方法、规定达成的标准，并熟悉国家标准(GB/T8564)的相关条款；
2）施工单位拟采用的施工方法、施工顺序也许和说明书中(或者与我们监理工程师习惯做法)规定不一致，我们在批复的时候最佳不要全盘否认(甚至提出规定施工单位必须按自己的方法执行重新给施工单位写一份施工措施)，只要施工单位的方案中没有违反强制性安全条款和明显的会导致安全、质量缺陷的行为，应尊重施工单位的思绪，在此基础上提出一些合理化的建议和规定，提请施工单位注意，应按照的制造厂和国家标准中的最高标准作为质量控制标准(如：瀑布沟定子耐压实验：制造厂提出做4KV，而实验标准为4.3KV)。
3）对工程进度的规定
（2）过程控制：
1）严格执行相关标准。
因设备制造缺陷无法达成制造厂规定的标准，或者设备尺寸偏大或偏小，如间隙、错牙过大；螺孔与螺栓不匹配；板材有气孔、夹渣，焊材与母材不匹配等，规定制造厂必须出具书面文献提出解决方案并进行消缺或者减少标准(但不能突破国家标准)，对重大缺陷的解决方案还应规定业主组织专家分析讨论，无法消缺的应做出该缺陷对质量无影响的承诺，否则应坚决规定返厂。
2）做好细节控制。
一个成熟的安装队伍，他们在关键工序、工艺的控制方面是不会马虎的，如转动部位联轴螺栓的拉伸，各部件中心高程方位的拟定以及重要焊缝的焊接质量等，但往往在一些细节上不太注意，如：未经监理批准随意变更施工措施(如编制施工措施的人按规范和标准进行编制的，但具体施工人员却是按个人习惯实行的)、接触面之间的清理(如底环与座环、顶盖与座环，螺丝孔等)、不按制造厂规定的验收项目提请验收(或者认为不重要的验收不形成书面验收记录)、焊缝的外观成型、现场的安全文明施工等。需要我们的监理工程师实时进行提醒，有时甚至要守着施工人员，督促贯彻，对于施工人员未按经监理批复的措施施工的，规定施工单位及时纠正或重新上报措施经监理批复后实行。
3）做好缺陷解决的控制工作
作为制造厂设备自身的缺陷，严格意义上说，应当由制造厂亲自解决，但实际操作中，为提高生产效率，加快安装进度，有些施工单位被迫或积极承担起了现场消缺的工作，监理工程师在解决类似问题时要注意：
①提醒施工单位必须在得到制造厂的解决方案(最佳的是书面的)再开始进行，假如是设备出厂前的责任，应规定制造厂在解决方案中明确：委托施工单位进行某项解决，为以后费用的出处提供依据。
②假如未经监理批准(或根据不知道)，仅根据制造厂现场服务人员的口头指令就进行作业，监理工程师有权规定施工单位暂停此项施工，且相关费用和责任由施工单位承担，坚持这样一条原则：制造厂任何向施工单位传达的工程指令均应通过监理工程师。
③施工单位按正规程序完毕制造厂委托解决的项目后，监理工程师应参与验收，但不签署意见。
④所有缺陷解决应及时记录(涉及项目名称、缺陷内容、责任单位、解决方案、解决依据、实行单位、解决时间、解决结果等)，由施工单位记录，监理工程师整理存档。
4）做好工艺优化的协调工作
顶盖、底环坐标标记及导叶、套筒编号必须清楚可见，并将标记位置和编号记录备案；
顶盖、底环与座环组合面应无间隙（最大局部间隙不大于0.05mm）；