水輪發電機組改造全過程技術監督管理實踐

張長偉，李德紅

（國網浙江省電力公司緊水灘水力發電廠，浙江 麗水 323000）

水輪發電機組改造全過程技術監督管理實踐

張長偉，李德紅

（國網浙江省電力公司緊水灘水力發電廠，浙江 麗水 323000）

緊水灘電廠水輪發電機組改造項目范圍廣，程序復雜，涉及新舊設備匹配性，技術要求高，費用預算限制嚴。在機組改造中采取全過程技術監督管理手段，充分考慮改造實際情況，依據技術標準和管理規范，全過程、全方位、全覆蓋地開展技術監督管理工作，確保實現改造目標要求。

水輪發電機組；改造；技術監督；實踐

1 引言

技術監督是指在電力設備全過程管理的規劃可研、工程設計、設備采購、設備制造、設備驗收、設備安裝、設備調試、竣工驗收、運維檢修、退役報廢等10個階段，采用有效的檢測、試驗、抽查和核查資料等手段，監督有關技術標準和預防設備事故措施在各階段的執行落實情況，分析評價電力設備健康狀況、運行風險和安全水平，并反饋到設計、運檢、科技、物資、施工等部門，以確保電力設備安全可靠經濟運行。

國網緊水灘電廠機組改造是建廠以來最重大的工程項目，改造范圍廣，程序復雜，涉及新舊設備匹配性，技術要求高，費用預算限制嚴。通過機組改造主要解決定子鐵心矽鋼片松動滑出、水輪機性能低下等問題。在機組改造中采取全過程技術監督管理手段，充分考慮改造實際情況，依據技術標準和反事故措施，全過程、全方位、全覆蓋地開展技術監督工作，確保實現改造目標要求。

2 通過規劃可研和工程設計階段技術監督控制改造規模

緊水灘電站設計有6臺單機50 MW的混流式機組，總裝機300 MW，發電機型號為SF-K50-30/6400，水輪機型號為 HL220-LJ-300，立軸懸式。年設計發電量4.9億kW·h，于1988年全部投產發電。水輪發電機組設計壽命一般為30～40年，緊水灘電站水輪發電機組改造基于兩個關鍵因素影響。①機組轉輪存在兩個明顯振動區，且受當時設計、材料水平，制造、安裝工藝等所限，難以長期適應頻繁啟停和AGC運行要求。②機組長期運行，多臺機組相繼發生發電機定子下端部矽鋼片單片滑出割傷定子線棒絕緣事件，存在嚴重安全隱患。

針對機組改造的必要性，廠部、網省公司多層次組織專業技術和技經人員參加可行性研究報告與估算書、初步設計報告與概算書會審，確定改造范圍及目標。通過設備選型與方案分析比較，確定最佳改造方案，通過計算分析確定改造方案的可行性，確定合規、合理的預算。對機組不更換部件進行計算分析，分析與改造方案的匹配性，確定部件剛強度是否符合標準規范要求，確保改造方案的安全可行。

在設備狀態評價及金屬、絕緣監督評價基礎上，通過結構和電氣復核，發電機改造確立了保留定子機座、結構不變，延遲實施轉子改造的目標，實施定子鐵心、定子線棒更換改造，關鍵解決定子端部鐵心滑出問題，提高定子線棒絕緣等級，并增容10%。水輪機轉輪作為關鍵核心部件是改造成功的關鍵，在不改變機組工作水頭及原有流道、蝸殼基坑尺寸的情況下，對水輪機進行重新設計。水輪機改造內容包括轉輪、頂蓋、底環、活動導葉及導水機構等部件，實現增容10%。通過模型選型、真機運行驗證、分步推進的改造原則，實現了改造階段規模成本的有效控制。

3 通過設備采購、設備制造和設備驗收階段技術監督提高設備性能

組織專業技術人員對設備采購招標文件進行審查，確定設備采購技術規范提出的性能指標是否符合標準規范要求，要求的新技術、新材料、新工藝是否成熟可靠，組織召開設計聯絡會，審查設計方案所選設備是否符合安全可靠、技術先進、運行穩定的原則，是否滿足反事故措施要求。設備制造與驗收階段，委托富有經驗的監造單位駐廠全過程監造，監督制造工藝、質量、試驗、包裝發貨、技術資料及進度是否符合要求。對關鍵制造工序采取設置停工待檢點，業主親自監督見證，重要設備委托第三方檢測，確保質量符合要求。設備出廠驗收由業主組織檢查驗收，對設備尺寸、加工技術資料及出廠試驗全面檢查。為保證設備制造質量，控制好設備供貨節點，保持與監造、制造廠家的密切聯系，認真審核監造周報，及時發現偏差，必要時對關鍵環節派出駐廠代表督促解決相關問題。加強關鍵性工序和設備的出廠驗收，立爭將問題解決在出廠之前，不把問題帶到工地而導致被動。

采取過程見證、部件抽測、試驗復測、報告審查、項目抽檢等方式開展專項技術監督。查驗主要生產工藝設備、操作流程、檢測手段、測量試驗設備、設備制造和裝配場所的環境；查驗外購主要原材料、機組部件的質量證明文件、試驗檢驗報告；查驗在技術協議中約定采用的重大新技術、新材料、新工藝的鑒定和試驗報告；審核供應商的質量管理體系及運行情況；確認供應商各制造階段檢驗、試驗的時間、內容、方法、標準以及檢測手段，監督設備的裝配和整體試驗等過程；檢查設備包裝質量和資料清單及裝車運輸情況等。監督機組部件的主要尺寸、結構強度應符合要求，與原固定部件是否匹配；技術材料性能應成熟可靠，計算報告結論應符合技術標準要求，以往改造存在的問題是否得到解決。

4 通過設備安裝、設備調試和竣工驗收階段技術監督控制設備質量

編制機組改造技術監督管理網絡、施工進度計劃表、改造工程技術監督實施方案、定子施工質量監督方案等，對機組改造全過程進行監督管理。組織開展定子改造施工全過程旁站監督工作，記錄監督日志。監督內容包括施工工藝方法、材料、質量、工期進度、異常情況，做好施工方、廠家駐現場代表的現場溝通聯系。定子改造設備到貨質量檢查與交接監督、施工質量見證點檢查、驗收，質量見證點審核；監督落實施工工藝及質量，對不符合工藝質量要求的應及時向施工單位指出并監督整改。監督日志每天記錄一次，主要內容包括：施工內容、施工工藝、質量情況、施工技術工藝交待、監督檢查內容、存在問題及處理情況。

質量驗收執行質量控制點（W/H點）驗收和項目3級驗收相結合的方式。明確見證點（W點）實施2級驗收，停工待檢點（H點）實施3級驗收；第1級為施工單位驗收，第2級為點檢員與駐廠代表驗收，第3級為專責工程師驗收。必須前一級驗收合格后方能申請后一級驗收。改造施工質量監督實行例會制度，會議內容包括：當前施工內容、施工質量情況、存在問題及處理情況、施工進度情況，并做好會議記錄，重要事項形成會議紀要。機組安裝調試性能符合《水輪發電機基本技術條件》與《水輪機基本技術條件》要求，同時符合“合同”性能保證要求，機組振動、擺度、水壓、壓力脈動、機組各瓦溫、定子各溫度符合要求，機組甩負荷試驗、轉速上升及壓力上升值、機組出力、效率符合要求。

5 通過運維檢修和退役報廢階段技術監督實現檢修策略的優化

在日常運檢管理實踐中做好設備運行監測，充分利用現有的機組狀態監測、發電機局放、主變油色譜、發電機定子引出線溫度等在線監測和PI數據庫等先進技術和工具，認真開展月度、季度、年度設備狀態評價分析和設備運行分析工作，不斷提高分析報告的質量和內容深度，不斷積累狀態評價成果與經驗，從而全面掌握設備運行性態。認真分析改造機組各項運行、試驗、檢修數據，預判機組狀況。強化對機組調試運行期間疑難問題的分析和研究，召開設備專題分析，加強設備分析成果應用，更好指導設備運維工作，提升設備健康水平。

強化日常技術監督管理，在電氣設備性能、金屬、水機、水工等專業深入開展專項監督，修訂各專業技術監督實施細則，補充、完善和細化技術監督的標準，建立制度完善、目標明確、責任落實、分析精細、措施有力的專業技術管理模式。明確技術監督的管理和要求，規范設計方案、圖紙異動、定值準確、作業標準的技術管理要求。通過現場檢查、試驗抽檢，機組運行狀態評價和檢修維護信息收集，科學合理制定機組檢修策略、編制檢修計劃，開展機組檢修實施和績效綜合評價。

6 全過程技術監督管理實踐成果

10年來，全過程技術監督管理已在電廠5臺機組改造中得到了充分實踐，技術監督堅持以提升設備性能和保障設備改造質量為重點，有效辨識設計、制造、安裝調試和運維等環節質量控制的重點、難點。通過全過程技術監督管理，合理控制水輪發電機組改造規模，總投資控制在3千萬以內，在同類型機組改造中有較大的比較經濟優勢。做好關口前移，嚴格工廠驗收與到貨驗收，先后發現發電機定位筋質量差、水輪機連軸升長量不足，機組摩擦傳遞扭矩設計安全系數偏大、接力器設計行程偏差、導水機構摩擦機構傳遞扭矩不足等制造安裝階段問題。發現技術供水流量不足、頂蓋壓力過高、水輪機輕微裂紋、機組開機振動偏大等調試運維階段問題，實現水輪發電機組改造預期目標和安全穩定運行。逐步推行狀態檢修，實現機組檢修A-C-C-C-B-C-C-C-A或A-C-C-B-CC-B-C-C-A的檢修模式，機組A級檢修達8～10年以上。

F406.9

A

1672-5387（2017）11-0066-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.11.024

2017-08-25

張長偉（1966-），男，高級工程師，從事水電廠生產管理工作。