水利工程建設(shè)中機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用

陳廣華

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

隨著我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)水利工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的機(jī)電設(shè)備安裝和技術(shù)應(yīng)用管理成為關(guān)鍵。由于水電站工程項(xiàng)目非常的復(fù)雜，而且施工難度相對(duì)較大，因此，對(duì)機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用管理提出了更高的要求。

1 水電站機(jī)電設(shè)施設(shè)備安裝技術(shù)

1.1 水輪機(jī)

在安裝水輪機(jī)之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)水電站機(jī)組座環(huán)以及蝸殼混凝土埋件進(jìn)行嚴(yán)格管控，其建設(shè)過(guò)程中主要是根據(jù)非壓力以及凈水壓力施工澆筑技術(shù)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)?；趯?shí)際情況，利用水壓試驗(yàn)以及凈水壓力混凝土埋設(shè)技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，水壓試驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠使焊接殘余應(yīng)力減小，而且施工時(shí)可確保接頭焊接質(zhì)量。在安裝水輪機(jī)時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)選組焊加工模式，實(shí)踐中為確保轉(zhuǎn)輪施工安裝質(zhì)量，完成后應(yīng)當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，當(dāng)測(cè)試達(dá)到預(yù)期平衡標(biāo)準(zhǔn)以后再施工作業(yè)。在具體試驗(yàn)操作過(guò)程中，可以采用測(cè)桿應(yīng)變法，利用應(yīng)變儀檢測(cè)觀察；同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)輪質(zhì)量平衡、不平衡量值進(jìn)行計(jì)算，以此來(lái)確定轉(zhuǎn)輪的不平衡力方向，實(shí)踐中可以看到，采用該種技術(shù)方法，不僅可以有效確保轉(zhuǎn)輪固定與應(yīng)力桿接觸，而且能夠提高準(zhǔn)確率、減小施工誤差。

1.2 導(dǎo)水設(shè)備

水電站導(dǎo)水設(shè)備施工安裝前先對(duì)水輪機(jī)底環(huán)以及導(dǎo)葉和頂蓋等進(jìn)行預(yù)裝，轉(zhuǎn)輪調(diào)入后安裝導(dǎo)水設(shè)備。在具體施工安裝過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)。第一，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)施工安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選下止漏環(huán)，其中頂蓋、底環(huán)之間的平整度誤差在應(yīng)當(dāng)控制在0.05～0.6 mm范圍之內(nèi)。第二，優(yōu)選高強(qiáng)度螺栓，對(duì)頂蓋、座環(huán)法蘭面進(jìn)行有效聯(lián)結(jié)。第三，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)環(huán)以及底環(huán)間不宜布設(shè)節(jié)余量，根據(jù)底環(huán)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)即可。在具體施工安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)先將下導(dǎo)葉銅條去除掉，墊圈安裝好以后再對(duì)導(dǎo)葉進(jìn)行安裝；頂蓋經(jīng)水輪機(jī)主軸以后，利用銷釘將其與座環(huán)法蘭面固定起來(lái)，確保銷釘施工安裝穩(wěn)定性，保證機(jī)組整體施工安裝質(zhì)量。

1.3 發(fā)電機(jī)

水電站設(shè)備施工安裝過(guò)程中發(fā)電機(jī)是關(guān)鍵，嚴(yán)格遵循預(yù)裝至總裝過(guò)程，在具體施工安裝操作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照順序和要求進(jìn)行。在完成固定轉(zhuǎn)子以及機(jī)架預(yù)裝以后，再對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行總裝工程施工操作?？傃b過(guò)程中，包含一些比較重要的零部件和設(shè)備安裝以及輔助設(shè)施的安裝與調(diào)試。比如，軸承組合以及施工安裝，導(dǎo)瓦吊裝以及制動(dòng)閘線路施工安裝等。同時(shí)，還要對(duì)設(shè)備總體調(diào)試以及軸線調(diào)整。在發(fā)電機(jī)施工按照過(guò)程中，為了能夠有效確保施工安裝質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備機(jī)組制動(dòng)器性能進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體檢查，利用現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)對(duì)設(shè)備施工安裝全過(guò)程仿真演示，并且利用現(xiàn)代可視化技術(shù)對(duì)軸承安裝過(guò)程全方位監(jiān)控，以便于能夠及時(shí)對(duì)安裝位置進(jìn)行調(diào)整，確保工程項(xiàng)目整體施工質(zhì)量。

2 水電站機(jī)電一體化運(yùn)行管理

根據(jù)上述步驟和要求，建成水電站以后，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)機(jī)電一體化建設(shè)，以此來(lái)提高水電站的運(yùn)行管理效率。

2.1 水文監(jiān)測(cè)

水電站系統(tǒng)運(yùn)行管理過(guò)程中，可采用一體化技術(shù)手段對(duì)水電站水文、供排水以及消防用水等，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理。在水電站水文信息監(jiān)測(cè)過(guò)程中，在水電站上、下游水位相應(yīng)處安裝投入式液位測(cè)量裝置，并且利用該技術(shù)設(shè)備的液位變送器將水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳至控制室，然后再利用壓差變送技術(shù)設(shè)備即可通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)機(jī)組尾水出口以及壓力管道進(jìn)口的水壓參數(shù)予以測(cè)量，并在此基礎(chǔ)上對(duì)水電站上下游間凈高差進(jìn)行計(jì)算。在水電站供排水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，結(jié)合滲漏排水設(shè)施、機(jī)組供排系統(tǒng)等對(duì)機(jī)組水壓進(jìn)行全面測(cè)控。同時(shí)，水電站供排水管道系統(tǒng)中還可以不受水流量測(cè)控設(shè)備，將測(cè)控參數(shù)發(fā)送到控制室，總控人員分析參數(shù)穩(wěn)定性，并以此為基礎(chǔ)來(lái)有效判斷水電站供、排水系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性。對(duì)于滲漏排水系統(tǒng)而言，主要由水泵自動(dòng)啟停管控系統(tǒng)以及液位變化測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成，這兩大設(shè)施均安裝在水電站集水井液位管控區(qū)。測(cè)量控制過(guò)程中，分別基于多節(jié)點(diǎn)浮球水位檢測(cè)設(shè)備對(duì)集水井液位變化進(jìn)行測(cè)量，并且將測(cè)量所得的信息傳送至水泵啟停管控區(qū)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)判斷和分析，從而對(duì)水電站水泵啟停進(jìn)行管控。水電站滲漏排水系統(tǒng)可利用投入式液位變送器，將監(jiān)測(cè)到的液位信息數(shù)據(jù)傳送到總控制室，值班人員可以根據(jù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化操控，并且對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行分析。

2.2 機(jī)組監(jiān)測(cè)

水電站機(jī)組運(yùn)行管理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)控制冷卻軸溫度、零部件溫度以及機(jī)組轉(zhuǎn)速和冷卻槽油位等參數(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在水電站機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)用，可以對(duì)各部件的油溫和軸承溫度實(shí)施熱鉑電阻測(cè)量，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)比分析溫度，可以有效判斷機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。在監(jiān)測(cè)時(shí)，如果水電站機(jī)組設(shè)施的溫度和閾值大于預(yù)設(shè)值，則該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警裝置并發(fā)出停機(jī)指令。對(duì)于冷卻油槽而言，其油位基于磁翻轉(zhuǎn)油位計(jì)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量之目的；如果監(jiān)測(cè)油位計(jì)內(nèi)電子接點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果不正常，則系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)警報(bào)，提醒值班人員檢查設(shè)備油位。值得一提的是，實(shí)踐中利用旋轉(zhuǎn)編碼轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，能夠?qū)C(jī)組設(shè)備轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)保證水電站機(jī)組設(shè)備安全運(yùn)行。

3 水電站機(jī)電技術(shù)質(zhì)量管控措施

為了能夠有效確保水電站機(jī)電技術(shù)應(yīng)用效果，不僅要對(duì)具體施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行管控，而且還應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)質(zhì)管控工作，具體分析如下：

3.1 加強(qiáng)各部門之間的協(xié)調(diào)管理

實(shí)踐中主管部門應(yīng)當(dāng)重視機(jī)電技術(shù)應(yīng)用管理，機(jī)電技術(shù)各組織部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，建立完善的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用管理機(jī)制，保證機(jī)電技術(shù)實(shí)際應(yīng)用能夠統(tǒng)一管理。為保證機(jī)電設(shè)備制造應(yīng)用性以及技術(shù)可行性，應(yīng)當(dāng)綜合考慮客觀需求，全面分析研究，保證機(jī)電技術(shù)以及設(shè)施的應(yīng)用安全可靠性。需要注意的是，水電站工程施工建設(shè)過(guò)程中，其與土建工程密切相關(guān)，二者相輔相成的。實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，保證水電站機(jī)電施工安裝環(huán)境安靜，有利于提高機(jī)電設(shè)備調(diào)試準(zhǔn)確性。然而，土建工程施工中環(huán)境條件較為復(fù)雜，雙方應(yīng)當(dāng)在確保施工質(zhì)量以及實(shí)際進(jìn)度條件下，進(jìn)行有效協(xié)調(diào)和配合。土建工程項(xiàng)目施工建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)與機(jī)電工程施工安裝操作同步進(jìn)行，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照具體要求進(jìn)行施工操作，加強(qiáng)配合。

3.2 規(guī)范安裝施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在水電站機(jī)電設(shè)備施工安裝過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行施工安裝作業(yè)，對(duì)施工整體進(jìn)行規(guī)范化管控，減少偏差產(chǎn)生的可能性。水電站施工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)工程項(xiàng)目供電設(shè)施中的開關(guān)以及控制面板等加強(qiáng)維護(hù)，確保機(jī)電設(shè)備施工安裝質(zhì)量。實(shí)踐中為了能夠有效確保水利工程以及水電站施工順利進(jìn)行，行業(yè)和部門之間應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)協(xié)作，共建統(tǒng)一、合理的機(jī)電技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以確保水利工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中機(jī)電技術(shù)實(shí)際應(yīng)用規(guī)范化。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水電站工程項(xiàng)目施工建設(shè)中的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用管理非常重要，不僅關(guān)系著整個(gè)工程項(xiàng)目施工建設(shè)安全可靠性，而且影響著該水電工程項(xiàng)目建設(shè)效益，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)全過(guò)程管理。