大型水輪發(fā)電機組設備制造過程的質(zhì)量監(jiān)督

文金選

（鄭州國電機械設計研究所有限公司，河南 鄭州 450000）

從2006年三峽大壩正式建成至今，我國為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防洪抗?jié)车男枨螅戧懤m(xù)續(xù)建設了拉西瓦、官地、白鶴灘、葉巴灘、烏東德等多個水電站，這些水電站的技術(shù)復雜、工藝要求不一，但是，具有共同的特點，就是因其規(guī)模龐大都使用了大型水輪發(fā)電機組。

從當前的使用情況來看，雖然大型水輪發(fā)電機組得到水電站的青睞，其建設技術(shù)在多年的探索和完善下滿足了水電站安全運行的基本要求，但是，我國的大型水輪發(fā)電機組的研究起步較晚，盡管當前得到了廣泛應用，但是在制造工藝層面，仍然存在諸多的問題沒有解決。

基于這一現(xiàn)實，本文結(jié)合實際經(jīng)驗和所學知識，從設備制造的角度探討具體可行的改進措施，希望能夠為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。本文將首先從水輪發(fā)電機的內(nèi)容開始論述，然后，指出當前大型水輪發(fā)電機應用過程中出現(xiàn)的問題，并提出合理有效的解決措施。

1 水輪發(fā)電機

水輪發(fā)電機是一種用水輪機作為原動機把水能轉(zhuǎn)為電能的發(fā)電機，是當前水電站生產(chǎn)電能并且普遍應用的一種主要動力設備，其主要由轉(zhuǎn)子、定子、制動器、導軸承和機架等部分構(gòu)成。其運行原理是當水流通過水輪機時，水流可以帶動水輪機進行運轉(zhuǎn)，這一過程中水能轉(zhuǎn)換成了機械能，而水輪機的轉(zhuǎn)軸可以帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動，從而進一步將機械能裝換成電能，并最終以電能的形式輸出。

根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速等級的不同，可以對水輪發(fā)電機進行微型、小型、中型和大型的劃分，當前世界對水輪發(fā)電機大小的劃分標準尚未統(tǒng)一，在我國的劃分體系中，額定功率在10000kW以上的為大型水輪發(fā)電機，不同類型的水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也不同，大型水輪發(fā)電機低速狀態(tài)時額定轉(zhuǎn)速小于100r/min，中速狀態(tài)時額定轉(zhuǎn)速在100～375r/min，高速狀態(tài)時額定轉(zhuǎn)速大于375r/min。

2 大型水輪發(fā)電機組設備質(zhì)量控制的特點和注意事項

第一，制造工藝層面。大型水輪發(fā)電機組主要的組成部套件包括轉(zhuǎn)輪、座環(huán)、水輪機大軸和導水機等。絕大多數(shù)部套件是由鋼板焊接而成的，為了滿足運輸?shù)男枨?，這些部套件需要進行分部制作，這極大地增加了整個水輪發(fā)電機組焊接的工作量，因此，部套件焊接的質(zhì)量成為控制水輪發(fā)電機組質(zhì)量的關(guān)鍵之一。此外，大型水輪發(fā)電機組使用的大部分部件都是非標準件，這些部件需要經(jīng)過人工焊接，然后，通過熱處理后再進行機械加工。由于人工焊接具有較大的不穩(wěn)定性，并且容易產(chǎn)生誤差，所以生產(chǎn)部件的尺寸不同，具有差異。并且焊接、熱處理都屬于特殊的工藝過程，部分材料在高溫高壓的作用下其性能會發(fā)生變化，而當前尚沒有對材料性能和尺寸的完善的測量方法。

第二，元器件的采購層面。為保障大型水輪發(fā)電機組的建設，需要對生產(chǎn)過程所需的元器件的產(chǎn)地、性能和質(zhì)量進行嚴格的把控并按照合同規(guī)定進行審查，但是，在實際工作中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于相關(guān)工作人員思想麻痹大意放松了審查，導致大量不合格材料的涌入，影響發(fā)電機組設備的質(zhì)量。其次，近年來由于水電工程項目的大批量建設，很多生產(chǎn)廠家為了趕工期、減少作業(yè)壓力，會根據(jù)部套件的不同進行不同的分包，分包雖然提高了生產(chǎn)的效率，但是，加大了彼此之間協(xié)調(diào)溝通的工作量，增加了設備出現(xiàn)制造故障的概率。

第三，成本問題。大型水輪發(fā)電機組的零部件的成本高，高達幾千萬，其制造周期也長，長達一年。這導致一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題需要返工處理時，工程項目組需要面臨高昂的成本費用，并且工期也要大幅度延長，從而影響整個項目的施工進程。

第四，驗收問題。近年來，為了贏得投標，承包商在投標階段往往報出優(yōu)越的參數(shù)指標，但是，在真正驗收時，其參數(shù)往往達不到投標時宣稱的性能指標。

第五，其他問題。其他問題主要表現(xiàn)在制造商設備發(fā)貨方面，具體表現(xiàn)為部套件齊全但是相關(guān)配套的工具未到，或者生產(chǎn)廠家分包造成的工地安裝的不便等。這些問題都需要引起委托方高度的重視，采取必要措施防范未然。

3 大型水輪發(fā)電機組設備制造過程質(zhì)量監(jiān)督的具體措施

根據(jù)制造階段的不同，本文認為，可以從事前、事中和事后三個階段入手分別做好設備的制造工作，嚴格把控每個階段的質(zhì)量監(jiān)督，并且每個階段相互配合，才能最終實現(xiàn)整個制造設備的穩(wěn)定性與安全性，達到“1+1＞2”的效果。

3.1 事前

第一，供貨商層面。首先，要根據(jù)水電站的運行條件和設備要求，以保障機組的穩(wěn)定性為首要原則，提出針對性的設計方案，確定水輪發(fā)電機組的性能指標。在大型水輪發(fā)電機組的招標過程中，要認真審查各投標商數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，可以用物理模型投標的方法，對各種類型的轉(zhuǎn)輪模型進行對比實驗，在真實的實驗數(shù)據(jù)中獲得真實的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)自身的需求選擇最合適的投標商，避免盲信投標商的數(shù)據(jù)造成決策失誤。

第二，審查技術(shù)方案層面。頂層設計奠定了設備制造的總基調(diào)和基本的方向，因此，在施工前必須對技術(shù)設計方案進行嚴格的審查，由機電工程局帶頭，電力生產(chǎn)運行單位、設計部門、工程監(jiān)理單位、設備倉儲等部門共同參與討論，就技術(shù)層面的可行性、制造設備的穩(wěn)定性和成本的要求等層面展開反復多次的質(zhì)詢和論證，在多次的論證過程中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免頂層設計的失誤。

第三，第三方監(jiān)管層面。大型水輪發(fā)電機組的制造工藝復雜，質(zhì)量控制風險點多少不同，對一些制造周期長、制造工復雜的設備，單靠制造商自身的自覺性是遠遠不夠的，還需要引用第三方的監(jiān)管人員，通過監(jiān)管人員對大型水輪發(fā)電機組設備制造過程中設備的采購、工藝的選擇、成品的出廠進行全程、動態(tài)的跟蹤問詢，借用第三方的力量對制造商生成一定的壓力，提高制造商的警惕心，避免渾水摸魚的現(xiàn)象。

第四，對人員和用料的審查層面。首先，要建構(gòu)高素質(zhì)的人才隊伍，工作人員需要有專業(yè)的操作證書，要定期進行培訓會和經(jīng)驗交流會，通過工作人員彼此的溝通和交流取長補短，提高職業(yè)技能。在材料的選購和使用層面，要注意材料的產(chǎn)地、配套部件和材質(zhì)說明書等重要信息。

3.2 事中

事中控制包括資料審查、材料質(zhì)量控制、工序產(chǎn)品的檢查控制和不合格零件的處理。

首先，監(jiān)管方需要按照國家規(guī)定標準、合同、圖紙對制造商提供的材料進行一一的比對和審查，及時篩選出不符合要求的材料。其次，在部件下料之前，要對材料的出廠合格證明、性能報告等記錄進行仔細的審查，對重要的部件按照一定比例進行抽檢。再次，要檢查制造相關(guān)部件的制造工序是否嚴格按照工藝流程的順序開展，嚴禁隨意跳過工藝流程或者在前一個工藝流程不合格的情況下匆匆開始下一個工藝流程；最后，如果出現(xiàn)了不合格的零件，相關(guān)工作人員需要分析其不合格的原因，并根據(jù)實際情況確定其是否能返修，無法返修，但是，可以滿足部分使用要求的，可以降級使用，已經(jīng)完全無法使用了的，一定要做報廢處理，嚴禁以次充好的現(xiàn)象。

3.3 事后

事后控制主要包括出廠驗收和檢查清點兩部分。

出廠驗收可以進一步細化為實物驗收和文件驗收兩部分，實物驗收要確保各項設備的性能滿足合同和行業(yè)規(guī)定的要求，文件驗收需要注意文件內(nèi)容包括材料的成分、加工工藝制造等內(nèi)容。

清點與檢查工作主要是在工地現(xiàn)場進行，現(xiàn)場按照合同等文件進行公開透明的開箱交貨，在這一過程中，設計方、建設方和第三監(jiān)理方都必須在場，確保相關(guān)資料完整并順利完成了審查和移交，避免后期出現(xiàn)糾紛。

4 結(jié)語

本文從質(zhì)量控制的事前、事中和事后三個階段，明確了大型水輪發(fā)電機組設備制造過程中質(zhì)量監(jiān)督的具體要點和解決措施。作為“國之重器”，大型水輪發(fā)電站機組的建設需要制造方、監(jiān)管方等各方面的共同努力，團結(jié)一致、相互配合，才能實現(xiàn)提高機組質(zhì)量的最終目標。