仙居问“道”——全国单机容量最大的抽水蓄能电站机组安装纪实

发布日期：2016-11-02来源：编辑：

[摘要]

“水电工程土建施工的精细度，以厘米为单位，而咱们机电安装施工的精细度，是以‘道’为单位。”来到仙居机电安装项目部，听的最多的介绍，便是这个充满神秘感的“道”字。 笔者经过深入的了解，终于明白了这个充满中国范儿的“道”字，在机电安装领域的内涵。 全国单机容量最大的抽水蓄能机组全面“中国造” 4月12日，在位于地下450米的浙江仙居抽水蓄能电站厂房，由水电五局承担安装任务的国内单机容量最大的抽水蓄能机组首台机组成功并网发电，该电站安装4台单机容量37.5万千瓦抽水蓄能机组，该机组核心设备水泵水轮机、发电电动机以及自动控制系统由我国自主设计制造。水电五局全面掌握高水头、大容量抽蓄机组安装核心技术。 抽水蓄能电站是电力系统的“快速反应部队”，承担着电网的调峰填谷，保障电网的经济安全和稳定运行重要任务。仙居抽水蓄能电站投产后，将在华东电网中起到调峰、填谷、事故备用等功能；在4台机组全部投产后，每年可节省标煤15万吨，减少二氧化碳排放量30万吨。 2011年，经过激烈的竞投标，水电五局从众多专业的竞争者中脱颖而出，顺利中标仙居抽水蓄能电站地下厂房及机电安装工程。工程中标后，水电五局高度重视项目履约，以建优质工程的决心，抽调精兵强将组成专业管理施工团队，顺利进场施工，随后捷报频传。2013年8月，该电站主厂房桥式起重机桥机大梁顺利吊装就位，拉开了机电设备安装的帷幕，受到了业主、监理的一致肯定与赞誉。2014年1月，该电站首台机组尾水肘管吊装就位；2014年6月，电站首台机组座环、蜗壳吊装成功；2015年7月，首台机组定子吊装成功；2015年10月，首台机组转子吊装成功；2016年1月，首台机组顺利通过启动验收，转入并网发电运行试验阶段。经过复杂的专业技术试验，该电站首台机组最终于2016年4月12日并网发电。5月31日，经过15天的考核试运行，国内单机容量最大的抽水蓄能机组——仙居抽水蓄能电站首台机组正式投入商业运行。至此，水电五局已全面掌握高水头、大容量抽蓄机组安装核心技术。 精细精密精致施工 问“道”仙居机组安装 “道”，是机组安装界的专业术语，意思与微米相近，机电安装的老师傅在传授徒弟时，这样解释“道”的概念——将一根头发分成6份，其中一份即是一道。 每一台机组的安装，都要经过各类预埋件安装、桥机安装、尾水管安装、蜗壳拼装焊接与安装及保压混凝土浇筑、底环安装、机组转轮安装、机组顶盖安装、导叶安装、水轮机轴安装、下机架安装、定子组装安装、转子组装安装、上机架安装及其他附属设施安装等多个环节。每一道工序都无不体现出精细精密精致的工艺，每一道一序的误差都要以“道”来衡量。 仙居抽水蓄能电站机组定子机座采用斜立筋结构，定子内径6米，共有60根定位筋。2014年9月13日，定子机座分2瓣到达安装现场，在安装间进行组圆，在组装过程中施工人员需要精调测圆架中心柱垂直度，反复测量定子机组各环板半径值、下环板水平度，确保拼装后数据满足设计图纸和规范要求。 定子机座安装调试完成后，就进入子叠片施工过程。定子叠片是一项既枯燥又细致的工作，这项工作需要发电机班的施工人员团队配合，像极了几个人同时织一件毛衣，每一张叠片都不能出错。他们需要在直径仅6米的狭小空间内一圈一圈地旋转，0.5毫米厚的叠片被一张一张摆放在固定的位置，30片组成一个整圆一层叠片才算结束，进而转入下一层叠片施工。为了保证叠片的准确，每个施工人员从自己叠片起头处做一个记号，30片全部叠完后检查是否到达起点，另一名施工人员随后进行第二层叠片，同时要检查前一层是否有少片、错片的情况。这个过程虽然非常枯燥乏味，但是必须一心一意，如果稍有走神叠片发生了错误 ，那么就得一层一层地拆除，再从正确的地方重新开始叠片。就这样一圈又一圈，一圈又一圈，每个班组每天只能完成280层叠片施工，他们需要在这个狭小的空间里步行5.3公里。 仙居抽水蓄能电站定子叠片共有168000张，为了保证叠片质量，在叠片的过程中，除了叠片次序准确外，还要对叠片的绝缘层、厚度及毛刺进行检查，出现废片要及时处理。除此之外，还需要定时测量安装间的室温、潮度，每完成3.5厘米厚叠片就要用测圆架进行圆度测量，内径误差不能超过40“道”，仅相当于6根头发并列的宽度。 在安装间完成现场组装、叠片及铁损试验合格后，2015年3月1日，圈线班开始进行定子下线工作。发电机定子线棒共有480根，上、下层线棒各240根，在下线过程中必须严格按照厂家技术要求进行施工。这是一项体力与技术相铺相成的工作，将线棒堪入线槽时要仔细小心，避免损伤线棒的绝缘材料。线棒高度调整完成后，用浸泡过环氧的玻璃丝带进行绑扎，这个过程需要体力也需要技巧，松紧适度。在温度、湿度有严格要求的小小安装间里，圈线班的作业人员戴着口罩，身着防护服，戴着手套一圈一圈地绑扎，两人一组相互配合，你来我往穿针引线，将线棒紧紧地固定绑扎，一丝不苟。2015年7月3日，1号定子完成整体耐压试验，2015年7月16日，1号机组定子顺利吊装。 仙居抽水蓄能电站机组发电电动机转子由转子支架、转子磁轭、转子磁极及其它附件组成。转子磁轭由4毫米厚的高强度冲片现场叠压而成，并通过热打键的方式将磁轭固定在转子支架上。在叠装磁轭片过程时要严格控制磁轭圆度、磁轭同心度、磁轭径向高差及磁轭波浪度等质量要点，转子磁轭下部设16块制动闸板；转子磁极共16个，在挂装磁极时要严格控制磁极外圆半径偏差及磁极圆度偏差，磁极按厂家出厂编号对称挂装于磁轭外侧，2015年2月25日在安装间进行组装，2015年10月22日完成转子吊装。 仙居抽水蓄能电站水泵水轮发电机组转动部分由水轮机转轮、水轮机主轴、发电机主轴、转子、上端轴、集电环等组成。其中，水轮机主轴长度为5630毫米，发电机主轴长度3983毫米，转子高3917毫米，推力头及镜板高度998毫米，上端轴长度2210毫米。机组安装“盘车”施工一般是在机组所有部件全部安装结束后才进行轴系同心度的校核。在仙居抽水蓄能电站机组安装过程中，仙居机电安装项目部为了保证安装质量，在水轮机部分安装完成后，就先进行一次“盘车”，发现问题及时进行校正处理。仙居抽水蓄能电站机组自上而下共15米，要求摆度每米不超过两“道”，总共不超过25“道”，相当于4根头发的宽度。目前，1号机组已经投产发电，经检测，1号机组的摆度仅为1根头发左右，机组振动小、摆动小、出力好。截至目前，机电工程共验收评定单元工程285个，全部合格，其中优良284个，优良率99.6%，验收评定分部工程31个，全部合格，其中优良31个，优良率100%，极大地展示了公司抽水蓄能机组的安装实力。 创新技术工艺流程 打造抽水蓄能机组安装“黄浦军校” 公司机电制造安装分局作为水利水电机组安装的排头兵，经过60余年的长足发展，在机组安装方面已历练成为“王牌之师”。 回顾历史，水电五局具有30年的抽水蓄能机组的安装经验，这次仙居电站首台机组的成功投运，是公司继河北潘家口、北京十三陵、浙江桐柏等电站建成后，在我国抽水蓄能电站机电安装史上的又一里程碑工程。 时光荏苒，由于国内水电市场萎缩，市场竞争日益激烈，距离桐柏抽水蓄能电站机组安装已经过去了近十年。仙居机电安装项目部的骨干安装人员都是近几年毕业的学生，大部分没有参与过抽水蓄能电站机组安装，形成了技术断层。为了按期履约，仙居机电安装项目部的技术人员边干边学，立志啃下这块“硬骨头”，将仙居项目部作为公司大型抽水蓄能电站机组安装的“黄浦军校”，不断提升自身综合能力，创新技术工艺流程，不断优化施工方案，全面掌握了大型抽水蓄能电站机组安装的核心技术。 通过对机组埋入部件安装技术的研究，项目部技术人员设计出了一套机组底环临时支撑平台，实现了底环提前吊入机坑固定，将原有的工艺流程“锥管1、2节吊装→打磨平台吊装→打磨装置吊装调整→座环现场打磨加工完成（工期约30至40天）→底环吊装→吊装机坑里衬上节及钢筋制安→第10仓土建及机电埋件施工”调整为“底环临时支撑平台埋件安装（混凝土浇筑完成）→锥管1、2节吊装→打磨平台吊装→打磨装置吊装调整→底环吊装固定→座环现场打磨加工→第10仓土建及机电埋件施工”，实现了土建混凝土浇筑施工与机组座环精加工同步进行，从而提高工作效率。 根据机组底环净重59吨及其结构特点，项目部工程技术人员根据现场施工条件，选择I25b型工字钢为底环临时支撑平台的制作材料，对其进行各项受力分析后，在机坑里衬下段圆周方向均匀开8个孔，开孔位置要避开进入门孔洞；在孔内布置16根I25b型工字钢，机坑里衬内部悬挑长度0.85米，机坑里衬外部长度2米，且在外部工字钢顶部铺设一层加强筋，保证混凝土浇筑后支撑平台的强度；在机坑里衬内部悬挑梁受力点位置增加斜支撑，以提高悬挑梁安全系数。此举，实现了土建浇筑施工与座环精加工并行作业，为土建施工节约了30至40天的施工工期，大大加快了土建浇筑施工进度，节约施工成本约300万元。 仙居机电安装项目部广大技术人员在干中学，在学中干，通过岗位练兵，不断提升专业素质，这支年轻的安装团队通过仙居机组安装项目的实施，申报了多项科研成果，《一种垂直分段组合式旋转爬梯》获国家实用新型专利，《多级自控式管理试压装置的研究与应用》获公司科技进步一等奖，《抽水蓄能电站管路安装三维设计研究》获公司科技进步二等奖。经过参建全国单机容量最大的抽水蓄能机组安装，“水电新兵”经历磨练，逐渐成长为独当一面的“行家里手”，仙居机电安装项目部亦完成了“黄浦军校”的神圣使命。 国网新源浙江仙居抽水蓄能有限公司总经理姜成海坦言，“抽水蓄能电站相当于一个巨大的蓄电池，承担着电网调频、调相，调峰填谷，稳定电力系统的周波和电压，事故备用的巨大作用。仙居电站是水电五局与新源公司在机电安装方面首次合作的项目，项目部从最开始不适应新源公司的管理模式，到最后越来越好，体现了水电五局的管理能力，也提升了员工的综合能力。新源公司现场管理严格，比国标要求还要高，从这里走出去，员工的素质会有极大的提高，建设仙居电站是广大建设者为之骄傲的事情。” “道”，是中华民族为认识自然为己所用的一个名词，意思是万事万物的运行轨道或轨迹，也可以说是事物变化运动的场所。从仙居抽水蓄能电站群山靓丽，苍翠深远中一路走来，对这个有着深厚含意的“道”有了更深的理解，“道”本无形，无象，无声，无界，尊居九五，淡若微尘，所以隐，所以博，所以纳。其浑圆非念力所能洞悉，其高远又非语言所能抵达。 仙居问“道”，那山尖之上高耸的铁塔，撑起了输电线路在崇山之间的飞掠，似希望之翼，飞向山外…… （责任编辑 张 利）

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