水輪發(fā)電機(jī)組改造全過程技術(shù)監(jiān)督管理

黃學(xué)然，李林峰

（1.華電電力科學(xué)研究院有限公司，四川成都 610041；2.貴州電力科學(xué)研究院，貴州貴陽 550001）

0 引言

技術(shù)監(jiān)督是指對運(yùn)用有效的檢測、試驗、核查資料等手段，對電力設(shè)備改造的全過程進(jìn)行管理，監(jiān)督各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全措施的落實情況，并對設(shè)備是否正常運(yùn)行以及存在的運(yùn)行風(fēng)險進(jìn)行評估，然后根據(jù)評估結(jié)果向相關(guān)的設(shè)計、制造、施工等部門進(jìn)行反饋，從而為電力設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行提供有效的保障。在電力設(shè)備的改造過程中主要包括規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備采購、設(shè)備制造、設(shè)備驗收、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試、竣工驗收、運(yùn)維檢修、退役報廢等。由于水電廠水輪發(fā)電機(jī)組改造工程的規(guī)模一般較大，且改造程序較為復(fù)雜，在設(shè)備的匹配性、預(yù)算以及改造技術(shù)有著較高的要求，因此對改造的全過程進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督管理是十分必要的。在進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督管理時，要對改造的實際情況進(jìn)行充分的考慮，并根據(jù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全措施展開技術(shù)監(jiān)督管理工作，保證監(jiān)督能夠覆蓋改造的全部過程，為改造計劃的完成奠定良好的基礎(chǔ)。

以某水電站50 MW混流式機(jī)組為例，對水輪發(fā)電機(jī)組的改造全過程監(jiān)督管理實踐進(jìn)行了探索。該水電站設(shè)計有6臺單機(jī)50 MW混流式機(jī)組，水輪機(jī)為立軸懸式，由于在當(dāng)初設(shè)計安裝時受到材料、技術(shù)等因素的限制，導(dǎo)致該機(jī)組存在2個問題：一是機(jī)組轉(zhuǎn)輪存在2處明顯振動區(qū)。二是發(fā)電機(jī)定子下端矽鋼片滑出割傷電子線棒絕緣的情況時有發(fā)生。不僅導(dǎo)致機(jī)組無法滿足AGC（Automatic Generation Control，自動發(fā)電控制）運(yùn)行和頻繁啟動的要求，也存在著較大的安全隱患，必須對該機(jī)組進(jìn)行改造。

1 監(jiān)督和提高設(shè)備性能

（1）通過技術(shù)人員和技經(jīng)人員對水輪發(fā)電機(jī)組的改造進(jìn)行可行性研究后，提出初步的改造設(shè)計和概算報告，并對改造的范圍和計劃進(jìn)行了確定。在經(jīng)過設(shè)計會審和改造方案分析后，對改造的可行性、安全性和預(yù)算進(jìn)行了計算。隨后確定了具體的改造方案：首先對設(shè)備的狀態(tài)、絕緣等進(jìn)行評價。在定子的改造上，保持發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)不變，保留定子機(jī)座，然后在此基礎(chǔ)上對定子的鐵芯和線棒進(jìn)行更換，從而使定子下端矽鋼片滑出問題得到解決。同時提高線棒的絕緣等級。在轉(zhuǎn)輪的改造上，主要的改造部件包括轉(zhuǎn)輪、頂蓋、底環(huán)、活動導(dǎo)葉以及導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，從而對轉(zhuǎn)輪的振動問題進(jìn)行有效解決。

（2）在確定了改造方案之后，就需要進(jìn)行相關(guān)改造設(shè)備的采購和制造。在設(shè)備的采購方面要保證所采購的設(shè)備具有良好的安全性、先進(jìn)性和可靠性?？梢酝ㄟ^組織技術(shù)人員建立起設(shè)備審查小組，首先對設(shè)備采購方面的招標(biāo)文件進(jìn)行審查，保證設(shè)備采購文件中所要求的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相符合，并對采購設(shè)備的材料、技術(shù)等方面的可靠性進(jìn)行判斷。對于部分需要進(jìn)行制造的設(shè)備，要由小組對制造單位的資質(zhì)和技術(shù)水平進(jìn)行嚴(yán)格審查，盡量選擇經(jīng)驗豐富的監(jiān)造單位對設(shè)備制造的全過程進(jìn)行監(jiān)督，保證設(shè)備質(zhì)量、工藝、技術(shù)等符合水輪發(fā)電機(jī)組改造方案中的要求與標(biāo)準(zhǔn)。對于制造中的關(guān)鍵工序要進(jìn)行停工檢查，由委托方進(jìn)行親自監(jiān)督，并采用第三方檢測的方法來保證重要設(shè)備的質(zhì)量。在設(shè)備制造完成后的出廠檢驗中，要由委托方對設(shè)備進(jìn)行全面的試驗檢查，包括尺寸、技術(shù)資料等方面。此外，還要與制造單位保持密切的聯(lián)系，在保證設(shè)備質(zhì)量的同時要確保設(shè)備供應(yīng)，避免對改造施工工期造成影響。并要求制造單位和監(jiān)造單位定期提交設(shè)備制造的相關(guān)報告，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備制造過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的問題，并及時采取措施進(jìn)行解決，力求在設(shè)備出廠前對問題進(jìn)行有效解決，避免在改造施工的現(xiàn)場出現(xiàn)嚴(yán)重問題。

（3）在設(shè)備的驗收階段，要通過利用抽檢、復(fù)檢等方式對采購和制造的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督。首先要對采購和制造的設(shè)備能夠有效解決改造前水輪發(fā)電機(jī)組存在的問題進(jìn)行檢驗，保證其能夠順利的在改造中進(jìn)行使用。其次，對于采購的設(shè)備，需對原材料、質(zhì)量證明文件以及檢驗報告等進(jìn)行審核；對于制造的設(shè)備則應(yīng)在采購設(shè)備的基礎(chǔ)上對生產(chǎn)工藝、環(huán)境、流程以及檢測手段等進(jìn)行審查。對于在設(shè)備中所采用的新材料、新技術(shù)，要在設(shè)備采購和制造之前對其試驗報告進(jìn)行審核，在設(shè)備采購和制造完成后按照之前審核的報告進(jìn)行二次復(fù)查，從而保證新材料、新技術(shù)的可靠性。此外，還要對設(shè)備供應(yīng)商的質(zhì)量控制管理體系進(jìn)行審核，確保設(shè)備在制造、裝配過程中不會出現(xiàn)紕漏，對于設(shè)備驗收試驗的方法、標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。還要對包裝、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)可能造成設(shè)備出現(xiàn)問題的因素進(jìn)行重點關(guān)注。通過對設(shè)備的采購、制造以及驗收環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督，使設(shè)備的質(zhì)量和性能能夠較好的滿足改造需要，進(jìn)而為改造目標(biāo)的達(dá)成提供良好的條件。

2 監(jiān)督和控制設(shè)備質(zhì)量

（1）在設(shè)備的采購、制造以及驗收階段完成后，就要開始進(jìn)行設(shè)備改造工程的安裝調(diào)試階段。由于設(shè)備安裝調(diào)試質(zhì)量的好壞會對整個改造工程的質(zhì)量造成直接影響，因此必須要對設(shè)備的安裝調(diào)試階段進(jìn)行有效的技術(shù)監(jiān)督與控制。機(jī)組的安裝調(diào)試要嚴(yán)格按照《水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)條件》、《水輪發(fā)電機(jī)組啟動試驗規(guī)程》與《水輪機(jī)基本技術(shù)條件》等的相關(guān)要求進(jìn)行，可以通過建立技術(shù)監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)，由業(yè)主和施工方共同制定施工進(jìn)度計劃表、施工過程以及施工質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督方案，從而實現(xiàn)對安裝調(diào)試進(jìn)行全過程的技術(shù)監(jiān)督管理。在安裝調(diào)試過程中進(jìn)行全程的現(xiàn)場旁站監(jiān)督，并對施工的工藝、工期、質(zhì)量以及發(fā)生的問題記錄在監(jiān)督日志中，監(jiān)督日志的記錄為每日一次。業(yè)務(wù)與設(shè)備廠家以及施工單位之間要加強(qiáng)溝通聯(lián)系，方便對在施工過程中出現(xiàn)的設(shè)備或施工質(zhì)量問題進(jìn)行及時溝通和整改。對改造工程施工質(zhì)量的管理還可以采取例會制度，在會議中對施工的內(nèi)容、進(jìn)度、質(zhì)量、存在問題，以及相應(yīng)的處理措施進(jìn)行匯報討論，并完善會議記錄，為后期改造工程的施工和驗收提供有效依據(jù)。

（2）在改造工程的竣工驗收階段，要保證安裝調(diào)試后的設(shè)備性能符合改造方案的相關(guān)要求，主要包括機(jī)組振動、擺度、水壓、壓力脈動、機(jī)組各瓦溫、定子各溫度符合要求，機(jī)組甩負(fù)荷試驗、轉(zhuǎn)速上升及壓力上升值、機(jī)組出力效率等。在竣工驗收技術(shù)監(jiān)督上，可以采取3級驗收與質(zhì)量控制點驗收相結(jié)合的方式，3級驗收是施工單位為1級驗收；點檢員與駐廠代表為2級驗收；責(zé)任工程師為3級驗收。質(zhì)量控制點驗收是見證點和停工待檢點的驗收。只有在完成前一級驗收并合格后才能夠申請下一級驗收，見證點采取2級驗收，停工待檢點采用3級驗收。

3 實現(xiàn)檢修策略優(yōu)化

為了保證機(jī)組改造的效果能夠長期的維持下去，就需要加強(qiáng)對日常運(yùn)維檢修和退役報廢的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督管理。一方面要對現(xiàn)有的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測、發(fā)電機(jī)定子引出線溫度以及PI（Plant Information System，商品化軟件應(yīng)用平臺）數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行充分的利用，分別以月度、季度和年度對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行評價和分析，并確保分析報告具有較高的質(zhì)量和深度。還要通過開展專題分析，對機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析研究，并從中汲取相關(guān)的經(jīng)驗，為下一步的機(jī)組運(yùn)維檢修工作提供有效的參考和指導(dǎo)，使設(shè)備的健康運(yùn)行得到保障。另一方面，要對各項日常檢修工作的技術(shù)監(jiān)督相關(guān)規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)充完善，在電氣、水工、水機(jī)等專業(yè)建立起有效、精細(xì)的技術(shù)監(jiān)督管理模式和體系，制定出合理的運(yùn)維檢修策略和計劃，并對實施效果進(jìn)行綜合評價。對于出現(xiàn)嚴(yán)重老化或故障的設(shè)備要及時進(jìn)行報廢退役處理，避免造成對其他正常設(shè)備的不良影響。

4 全過程技術(shù)監(jiān)督管理實踐成果

在對該電廠水輪發(fā)電機(jī)組的改造進(jìn)行全過程的技術(shù)監(jiān)督管理中，通過以設(shè)備改造后的質(zhì)量以及性能為中心，對設(shè)計規(guī)劃、設(shè)備的采購、制造和驗收，以及設(shè)備的安裝調(diào)試和日常運(yùn)維檢修等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)監(jiān)督和質(zhì)量控制，使得機(jī)組改造工程的規(guī)模和成本得到了有效控制。在設(shè)備的驗收中先后發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)定位筋質(zhì)量較差、機(jī)組摩擦傳遞扭矩設(shè)計安全系數(shù)偏大、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)摩擦機(jī)構(gòu)傳遞扭矩不足，以及供水流量不足、機(jī)組開機(jī)振動偏大等設(shè)備問題，并進(jìn)行了有效的解決，保證了改造目標(biāo)的順利完成，設(shè)備壽命大大提高，并使發(fā)電廠增容20%左右。

5 結(jié)語

對水輪發(fā)電機(jī)組的改造全過程進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督管理，對于保障改造目標(biāo)的順利完成有著十分重要的意義。因此，在水輪發(fā)電機(jī)組的改造過程中，必須要根據(jù)改造的實際情況，對設(shè)備的采購、制造、安裝、調(diào)試、驗收、運(yùn)維等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，保障技術(shù)監(jiān)督管理工作能夠全面覆蓋機(jī)組改造的全過程，只有這樣才能達(dá)到預(yù)期的改造目標(biāo)。