梨园水电站水轮机转轮的现场组焊.pdf

第 4 1卷 第 5期 2 0 1 5年 5月 水 力 发 电 梨园水电站水轮机转轮的现场组焊 段 利 明 ，许屹 ( 云 南华电金 沙江 中游水 电开发有 限公 司，云南 昆明 6 5 0 2 2 8 ) 摘 要 ：梨 园水 电站水轮发 电机单 机容 量 6 0 0 MW，转轮名义直径 8 1 5 m，因受运输 限制 ， 转轮在工厂 分部件制造 ， 运到 电站后 ，在加工 车间组焊 成整 体。其组 焊和加工工艺具有一定 的难度 和复杂性 ，对梨园工地 转轮组装 、焊接 工 艺 、检测过程进行 了详 细介绍 ，可供大型水电站工地转轮制造参考 。 关建词 ：转轮 ；组装 ；焊接 ；梨 园水 电站 On- s i t e As s e mbl y a nd W e l d i ng of Tur bi n e Runn e r i n Li yu an Hy dr o po we r St at i on DUAN Li m i ng ， XU Yi ( Y u n n a n Hu a d i a n J i n s h a Ri v e r Hy d r o p o w e r De v e l o p me n t C o ，L t d ，Ku n mi n g 6 5 0 2 2 8 ，Yu n n a n ，C h i n a ) Abs t r a c t ：Th e un i t c a p a c i t y o f h y d r o g e n e r a t o r i n Li y u a n Hy d r o po we r S t a t i o n i s 6 00 MW ，a n d t h e no mi na l di a me t e r o f r u n ne r i s 8 1 5 mAs l i mi t e d by t r a ns p o r t a t i o n c o nd i t i o ns ， t h e r u nn e r i s fir s t l y ma n uf a c t u r e d b y pa r t s i n f a c t o r y，a n d t h e n t r a n s po r t e d t o po we r p l a n t f o r a s s e mb l i ng a n d we l di ng i n fie l dI t s a s s e mb l y，we l d i ng a n d p r o c e s s i n g ha s a c e r t a i n de g r e e o f d i f f i c ul t y a n d c o mp l e x i t yTh e o n s i t e a s s e mb l y ， we l d i n g a nd d e t e c t i o n o f r un ne r s i n Li y ua n Hy dr o po we r St a t i o n a r e d e s c r i b e d i n d e t a i l t o p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r t h e o n - s i t e a s s e mb l y o f l a r g e r u n n e r i n h y d r o p o we r p r o j e c t s Ke y W o r ds ：r u nn e r ；a s s e mb l y；we l d i n g ； L i y u a n Hy d r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 ： T M 3 1 2 文献标识码 ：A 文章编 号 ：0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 9 1 0 3 我 国 自 2 0世 纪 9 0年 代 以来 ，大 型 水 电站 转 轮 交付 受运 输 条 件 限 制 ，曾普 遍 采 用 分 瓣 运 输 ，工地 组 焊 加 工 的 方 式 制 造 ，如 漫 湾 水 电 站 、二 滩 水 电 站 、 大 朝 山 水 电 站 等 “ 。 。 进 入 2 1世 纪 后 ， 超 大 型 水 电 站 机组 单 机容 量 越 来 越 大 ，对 转 轮 质 量 要 求 也 越 来 越 高 ，在 工地 制 造 转 轮交 付 已逐 步取 代 分 瓣 组 焊交 付 的方 式 ，即在工 厂分 部 件 制 造 转 轮 并 运 到 电站 加 工 车 间组焊 成 整 体 ，如 小 湾 水 电 站 、溪 洛 渡 水 电站 等 。 。 ，梨 园 水 电 站 转 轮 也 采 用 此 工 艺 。 1 梨园水轮机转轮结构 梨 园 水 电站安 装 4台 单 机 容 量 为 6 0 0 Mw 的混 流式水 轮 发 电机 组 ，水 轮 机 转 轮 由上 海 福 伊 特 水 电 设 备有 限公 司 提供 。转 轮 为 铸 焊 结 构 ，上 冠 、下环 在 鞍钢 铸 造加 工 ，其 中上冠 为 整铸 ，下环 分瓣 铸 造 ， 并 按 照 设 计 要 求 在 联 轴 法 兰 上 、 下 表 面 、 联 轴 法 兰 内孔 ( 止 口 ) 、联 轴 螺 孔 、上 下 止 漏 环外 圆均 留有 工 地 加工 余 量 ；1 5张 叶片 为 进 口成 品 叶片 。水 轮 机 转 轮 主要 技术 参 数 为 ：型 式 为 立 轴 混 流 式 ；转 轮 公 称 直径 8 1 5 m；工 作 水 头 9 41 1 8 ru；额 定 水 头 1 0 6 I X 1 ；额 定 功 率 6 1 2 M；额 定 流 量 6 2 4 8 1 T I s ；额 定 转 速 9 3 7 5 r mi n；飞逸 转速 1 8 0 r mi n；旋 转 方式 为俯 视顺 时针 ；叶片 1 5片 ；总 高 度 4 3 4 8 i n；总质 量 约 2 3 5 t ；材 质 为 AS T MA 7 4 3 C A6 N M( 马 氏 体 不 锈 钢 ) 。 转轮 上 冠 、下 环 、 叶 片 单 片 整 体 运 输 至 电 站 ， 在加 工车 间 内完成 部件 清理 、下环 组 焊 、转轮 装 配 、 尺寸 检查 、转 轮 焊 接 、消 氢 、铲 磨 、无 损 探 伤 、退 火 热 处 理 、退 火 前 后 应 力 测 试 、抛 光 、机 械 加 工 ( 联 轴 法 兰 上 下 表 面 、 法 兰 内 孔 、 联 轴 螺 孔 、上 下 止 漏 环 )、静平 衡试 验等 主要 工序 。 2 转轮现场组装 转轮 部件 的组 装 和 焊接 是 转 轮 现 场 组 装 的主 要 环节 ，由于梨园水轮机转 轮 的体 型较大 ，单个部 件质 收稿 日期 ：2 0 1 5 0 2 1 0 作者简 介：段利 明( 1 9 7 4 一 ) ，男 ，云南 昆明人 ，工 程师 ，主要 从事 机电金属结构技术管理工作 。 W a 胁e r V o 1 4 ， N o 5 誓 疆 第 4 1卷 第 5期 段 利明 ， 等 ： 梨园水 电站 水轮机 转 轮的现 场 组焊 4 4焊 接 顺序 焊接 顺 序为 ：叶 片 与 上冠 负 压 侧 坡 口焊 缝 A一 叶 片与上 冠 正压 侧 ( 进 水边 长 约 1 2 0 0 mm) 坡 口焊 缝 B 一 叶片 与下环 负压 侧坡 口焊缝 C。A、B、c三 焊缝 在 转 轮 倒 置 组 装 状 态 进 行 ， 焊 至 坡 口 平 后 一 转 轮 消 氢一 转 轮第 一次 翻 身 ( 正 置状 态 ) 一 上 冠 、下 环 正 压 侧 焊缝 清根 打磨 、MT检验 一 上冠正 压侧 焊 缝 焊至 坡 口平 ，下环 正压 侧焊 缝焊 出过 渡 圆弧一 转轮 消氢 。 第 二次 翻 身转 轮 又处 于倒 置 状 态 ，将 A、B、C 焊 缝 坡 口焊 出 过 渡 圆 角 一 A、 B、C 转 轮 消 氢 ，转 轮 焊 接 工 序 完 成 。 叶 片 与 上 冠 焊 缝 及 叶 片 与 下 环 焊 缝 分段 示 意分 别如 图 2、3所 示 。 S P S 正侧压 图 2 叶片与上 冠焊缝分 段示 意 S S 负压侧 S 4 s s 2 P S正压侧 图 3 叶 片 与 下 环 焊缝 分 段 示 意 4 5焊后 热 处理 为 有效 降低 焊 接 残 余 应 力 和 改 善 焊 缝 及 热 影 响 区的金相 组 织 ，细 化 晶 粒 ，焊 后 的 时 效 变 形 需 作 退 火 热处 理 。 部 分 电站 转 轮 现 场 加 工 未 设 置 退 火 炉 ， 采 用焊 缝 位置 局部 热处 理 ，经实 践 证 明效 果 不理 想 ， 梨 园转 轮 焊后 消应 力 退火 采 用 专 用 热 处 理 炉 进 行 整 体 退火 ，合 理设 计 炉 气 循 环 、温 控 系统 及 热 处 理 参 数 和温 度控 制 点 。 热处理工 艺为 ：按 3 0 h的速度 上 升至5 9 0 1 0 ( 3；保 温 1 0 h，后 按 3 0 o C h的速 度 降 至常 温 。转 轮 在 加 热 过 程 中 最 大 温 差 不 超 过 8 0 ， 温 度 控 制 示 意 如 图 4所 示 。 5 结语 转 轮 的制 造 质 量 要 求 极 高 ，尤 其 是 在 工 地 进 行 转 轮现 场装 配 焊 接 和 加 工 受施 工条 件 、环 境 等 因素 影 响 ，所需 车 间场 地 较 大 ，厂 房 ，加 工 、焊 接 、起 二 图 4转轮热处理温度控制示意 吊和 热处 理等 设 备 投 资 都 较 大 ，配 套 设 施 完 善 才 能 对 转 轮 现 场 组 焊 加 工 质 量 有 所 保 证 ，对 生 产 组 织 水 平 是 一 个 严 峻 的 挑 战 。 梨 园水 电 站 6 0 0 Mw 机 组 单 台 转 轮 的 组 装 焊 接 周 期 大 约 4个 月 ，这 期 间为 更 有 效 的 利 用 人 、材 、 机 ，许多 工序 存 在 交 叉 和 搭 接 ，合 理 的组 织 好 施 工 很 关 键 ，施工 前 的技 术 方案 准备 及 开 工 条 件 检 查 是 必不 可 少 的 。合 理 可 行 的工 艺 ，科 学 、合 理 、有 效 的 管 理 制 度 ， 是 完 成 大 型 转 轮 现 场 组 焊 的 必 要 条 件 。 参考文献 ： 1 郑本英国内混流式水轮机转轮制造的技术进步 J 东方电机 ， 2 0 0 9， 3 7 ( 6 ) ：1 7 2 3 2 金华伟大 朝 山水 电站 水轮 机转 轮 组焊 J 水 力 发 电，2 0 0 1 ( 1 2 ) ： 5 5 5 6 3 李庆 国A L S T OM水 轮机转 轮组焊 J 水 电站机 电技术 ，2 0 0 1 ( 3 )： 1 5 1 8 4 朱洪滨水 轮机主要部件 焊接 工艺研 究 J 科 技创新 与应 用 ， 2 0 1 2( 2 )： 6 8 7 0 5 钟光华 ， 商舸 大型水轮机转 轮的现场装 配焊接 和加工 J 云 南水力发 电， 2 0 0 9 ( 3 )： 8 5 8 8 6 刘桂华 ， 蒋智 ， 任绍成大型水 轮机转 轮焊接 区退火前后残余 应 力分布规律 的实验 研究 J 水 电站 机 电技术 ，2 0 0 9( 1 ) ：4 5 4 76 6 7 李世栋龙 开 口水 电站机组转 轮现场组焊 质量控制 J 四川 水 力发 电， 2 0 1 1 ( 5 ) ：6 4 - 6 5 ，n6 ( 责任 编辑高 瑜 ) 夺 牵 幸 夺 夺 孛 寺 夺 夺 夺 牵 夺 孛 争 夺 牵 辛 - 夺 牵 争 ( 上接 第 4 8页 ) 2 方东强浅谈 梨园水 电站念 生垦 沟堆积体 滑移分 析及综 合治 理 方案 J 中国电子商务 ，2 0 1 0 ( 6 ) ： 3 3 2 3 3 2 3 汤 国强 ，罗旭 东梨园水电站念生垦沟堆 积体安全监测分析 J 人 民长江 ， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 1 0 ) ： 4 6 4 8 4 陈剑念生垦沟堆 积体综 合治理效果 J 陕西水利 ， 2 0 1 3( 1 ) ： 1 l 1 1 1 3 5 刘加朴 ，程林刚滑坡体 治理工 程 中压 力分散 型锚 杆施工 J 水利水 电施工 ， 2 o 1 2 ( 3 ) ： 4 9 - 5 2 6 刘 晶梨园水电站念生肯 沟滑坡 体治理 排水洞工 程 特殊地段 施 工与监控量测 J 中国高新技术企业 ， 2 0 1 3 ( 3 )： 6 4 - 6 6 ( 责任 编辑杨健 ) W a 一V o L 4 N o 5 四