電站機電管路系統的優化與處理措施

趙世寬 王秋揚

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040）

電站機電管路系統的優化與處理措施

趙世寬 王秋揚

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040）

水輪發電機組輔助設備安裝主要的工作是管道的安裝。它從基礎埋設開始到整個電站竣工，貫穿整個機電安裝的始末。從工作面的分布看，油、氣、水管路像人的血管一樣遍布水電站的各個角落。配管工作系統性強且復雜而繁重。本文將主要探討水電站機電管路系統的優化與處理措施。

水電站 機電 管路系統 優化

在水電站中油、水、氣管道常繞過障礙物，改變走向；較長的管道為了減少由于內壓力和溫度變化產生的附加應力的影響，需要設置伸縮節或Q形彎，要制作各種尺寸的彎頭；有時在管道上要引出支管，必須制作三通；管道要改變直徑要制作大小頭；管道連接用的法蘭盤，絲扣以及銅管連接用的活接頭等都要在管道安裝前做好［1］。

1 水電站機電管路的結構形式

管道的結構型式包括管道的開挖斷面型式及所采用的支護型式和材料。因埋藏式管道對圍巖的要求除滿足覆蓋準則外還對圍巖的力學性能有一定的要求，一般可視圍巖的情況和工程的重要程度采用不襯砌、噴錨、預應力鋼筋混凝土、現澆鋼筋混凝土、鋼管等支護型式和材料。對中、高水頭的管道多數是用圓形過水斷面，現澆單層鋼筋混凝土和埋藏式壓力鋼管的支護型式。開挖斷面的型式要根據工程的布置要求確定，如壓力鋼管及需設置排水系統的管段可用城門形的開挖斷面，其余仍按圓形開挖斷面設計。多機組供水的分岔管道，結構型式比較復雜，當電站采用水泵供水時，如系單元供水方式，應盡可能將水泵布置在各機組段內，以縮短管路，減少水力損失，便于運行和檢修。

如果是集中供水方式，則應根據電站具體條件，將水泵集中布置在水泵房內［2］。當采用立式深井泵做滲漏或檢修排水泵時，其平面位置可根據集水井可能開挖的部位及可以起吊水泵進行檢修的條件來確定；其高程應考慮電動機防潮及便于檢查維護，一般布置在水輪機層。采用臥式離心泵作機組檢修排水時，應布置在足夠低的位置，以滿足吸程的要求。當電站無專設的排水廊道時，往往將檢修排水泵室布置在兩臺水輪機尾水管之間偏上游側的地方。水輪機頂蓋排水泵可布置在水輪機頂蓋上、機坑壁龕內或水輪機層機墩附近。由于射流泵本身無轉動部件和電氣元件，所以除在安裝高程上要考慮汽蝕條件的限制外，在布置方面只要便于操作，能夠拆裝，可和管路管件同樣敷設。如水泵臺數較多，容量較大，在泵房內應考慮有拆修的場地。

2 水電站機電管路系統的安裝

管道系統根據其工作位置不同分為埋設管道和明設管道。根據管道的材料可分為鋼管、鑄鐵管、銅管、不銹鋼管和硬質塑料管等。不同的管道系統各有其不同的安裝特點，現簡述如下：

2.1 埋設管道安裝

埋設管道安裝是一項十分慎重麗細致的工作，若發生漏埋、錯埋、堵塞、泄漏等問題，造成難以彌補的損失。管道埋設是根據審核無誤的圖紙，將預制好的管道安裝在工作位置上。其安裝順序如下［3］：

（1）確定安裝基準。管道的安裝基準包括標高，中心位置。標高根據測量部門標在墻壁上的標高點換算，也可根據已安裝好的水輪機埋件（如座環）的標高進行換算；中心基準一般依機組中心線或機組中心進行調整。有時在廠外安裝管道還需要里程樁號，它由測量部門提供，并有文字依據。

（2）根據安裝基準和圖紙尺寸焊接管道支架。管道支架由型鋼焊接而成，有足夠的強度與剛度，防止管道安裝后及混凝土澆搗過程中其位置發生變化。

（3）管道吊裝找正和固定。根據安裝基準和圖紙尺寸精心調整管道中心，標高和水平，特別是露出混凝土外的管口位置必須準確，水平部分不許有倒坡。位置調好后，將管子固牢，防止澆混凝土時變形。

（4）耐壓試驗和封堵。管道焊接后，為了檢查焊接和連接質量，以管道工作壓力的1.5～2倍水壓進行耐壓試驗，保持壓力15min應無滲漏。合格后，將管口封堵，防止混凝土灰漿灌入管內。

2.2 明管安裝

2.2.1 明管安裝的基本要求

明管安裝是在混凝土模板拆除或設備安裝固定之后進行的。安裝中要符合以下要求：（1）管道的排列要整齊美觀，橫平豎直，要按管徑大小順序排列，細的在上邊，粗的在下邊，排管轉彎時，各管的彎曲中心都必須在一個公共點上。（2）幾根并排管的中心距離要符合要求，照圖施工。（3）所有自制管件要符合標準，使用要合理。（4）緊固螺栓長度要合適，一般要露出螺母2～3扣為宜，墊片和涂料要根據不同通流介質，合理使用。（5）安裝各種閥件時，注意方向不要裝反，以免堵塞或發生事故。（6）管架強度與剛度要足夠，形式要實用美觀。

2.2.2 明設管道安裝

（1）管道支架安裝。管道支架形式有吊架、托架和管卡等，根據圖紙和管架形式，首先在安裝位置劃線，確定管架位置，然后把管架焊接在預埋的鐵板上或打孔埋設。埋設的管架一定要在混凝土能承重時才允許在上面安裝管道。為加快工程進度，最好用預埋鐵板的辦法，這樣又快又準，質量又好。有些管線短走向復雜的管道，根據具體情況，可待管子裝配好后，再裝管架。（2）管道預裝。管道預裝是把預制好的管段和管件照圖紙順序連接起來。一般在管道實際工作位置上進行，這樣使找正方便、準確、接頭嚴密。

3 管路附件制作的質量控制要點

（1）管子切口質量應符合下列要求：①切口表面平整，局部凹凸一般不大于3mm。②管端切口平面與中心線的垂直偏差，一般不大于管子外徑的2%，且不大于3mm。（2）n形伸縮節一般用一根管子煨成，并保持在同一平面。（3）錐形管制作，其長度一般不小于兩管徑差的3倍，兩端直徑及圓度應符合設計要求，偏差不超過設計直徑的± 1%，且不超過±2mm。（4）公稱直徑大于或等于800mm的焊接管件應采用封底焊。（5）焊制三通的支管，垂直偏差一般不大于其高度的2%。（6）焊接彎頭的曲率半徑，一般不小于管徑的1.5倍；90°彎頭的分節數，一般不少于4節。焊后彎頭軸線角度應與樣板相符。

4 結語

通過對水電站機電管路系統的相關問題進行分析，能夠有效地控制水電站機電的正常運行，并對這些管路進行安裝與調試分析，確保整個系統能夠得到及時的維護與管理。

［1］陳龍，程永光，鄭莉玲.水電站壓力管道排水時間計算方法［J］.武漢大學學報（工學版），2014（4）：463-466.

［2］張杰，梁政，韓傳軍.基于流固耦合的多彎管路系統動力學分析［J］.中國安全生產科學技術，2014（8）：5-10.

［3］王安慶，金宇恒.水動力管路導流降噪裝置設計研究［J］.中國水運（下半月），2014（1）：343-346.