水輪發電機組改造全過程技術監督管理

黃學然，李林峰

（1.華電電力科學研究院有限公司，四川成都 610041；2.貴州電力科學研究院，貴州貴陽 550001）

0 引言

技術監督是指對運用有效的檢測、試驗、核查資料等手段，對電力設備改造的全過程進行管理，監督各項技術標準和安全措施的落實情況，并對設備是否正常運行以及存在的運行風險進行評估，然后根據評估結果向相關的設計、制造、施工等部門進行反饋，從而為電力設備的安全、可靠運行提供有效的保障。在電力設備的改造過程中主要包括規劃設計、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。由于水電廠水輪發電機組改造工程的規模一般較大，且改造程序較為復雜，在設備的匹配性、預算以及改造技術有著較高的要求，因此對改造的全過程進行技術監督管理是十分必要的。在進行技術監督管理時，要對改造的實際情況進行充分的考慮，并根據相關的技術標準和安全措施展開技術監督管理工作，保證監督能夠覆蓋改造的全部過程，為改造計劃的完成奠定良好的基礎。

以某水電站50 MW混流式機組為例，對水輪發電機組的改造全過程監督管理實踐進行了探索。該水電站設計有6臺單機50 MW混流式機組，水輪機為立軸懸式，由于在當初設計安裝時受到材料、技術等因素的限制，導致該機組存在2個問題：一是機組轉輪存在2處明顯振動區。二是發電機定子下端矽鋼片滑出割傷電子線棒絕緣的情況時有發生。不僅導致機組無法滿足AGC（Automatic Generation Control，自動發電控制）運行和頻繁啟動的要求，也存在著較大的安全隱患，必須對該機組進行改造。

1 監督和提高設備性能

（1）通過技術人員和技經人員對水輪發電機組的改造進行可行性研究后，提出初步的改造設計和概算報告，并對改造的范圍和計劃進行了確定。在經過設計會審和改造方案分析后，對改造的可行性、安全性和預算進行了計算。隨后確定了具體的改造方案：首先對設備的狀態、絕緣等進行評價。在定子的改造上，保持發電機結構不變，保留定子機座，然后在此基礎上對定子的鐵芯和線棒進行更換，從而使定子下端矽鋼片滑出問題得到解決。同時提高線棒的絕緣等級。在轉輪的改造上，主要的改造部件包括轉輪、頂蓋、底環、活動導葉以及導水機構，從而對轉輪的振動問題進行有效解決。

（2）在確定了改造方案之后，就需要進行相關改造設備的采購和制造。在設備的采購方面要保證所采購的設備具有良好的安全性、先進性和可靠性。可以通過組織技術人員建立起設備審查小組，首先對設備采購方面的招標文件進行審查，保證設備采購文件中所要求的技術規范與標準規范相符合，并對采購設備的材料、技術等方面的可靠性進行判斷。對于部分需要進行制造的設備，要由小組對制造單位的資質和技術水平進行嚴格審查，盡量選擇經驗豐富的監造單位對設備制造的全過程進行監督，保證設備質量、工藝、技術等符合水輪發電機組改造方案中的要求與標準。對于制造中的關鍵工序要進行停工檢查，由委托方進行親自監督，并采用第三方檢測的方法來保證重要設備的質量。在設備制造完成后的出廠檢驗中，要由委托方對設備進行全面的試驗檢查，包括尺寸、技術資料等方面。此外，還要與制造單位保持密切的聯系，在保證設備質量的同時要確保設備供應，避免對改造施工工期造成影響。并要求制造單位和監造單位定期提交設備制造的相關報告，從而及時發現設備制造過程中出現或可能出現的問題，并及時采取措施進行解決，力求在設備出廠前對問題進行有效解決，避免在改造施工的現場出現嚴重問題。

（3）在設備的驗收階段，要通過利用抽檢、復檢等方式對采購和制造的設備進行技術監督。首先要對采購和制造的設備能夠有效解決改造前水輪發電機組存在的問題進行檢驗，保證其能夠順利的在改造中進行使用。其次，對于采購的設備，需對原材料、質量證明文件以及檢驗報告等進行審核；對于制造的設備則應在采購設備的基礎上對生產工藝、環境、流程以及檢測手段等進行審查。對于在設備中所采用的新材料、新技術，要在設備采購和制造之前對其試驗報告進行審核，在設備采購和制造完成后按照之前審核的報告進行二次復查，從而保證新材料、新技術的可靠性。此外，還要對設備供應商的質量控制管理體系進行審核，確保設備在制造、裝配過程中不會出現紕漏，對于設備驗收試驗的方法、標準和內容要進行嚴格的控制。還要對包裝、運輸等環節可能造成設備出現問題的因素進行重點關注。通過對設備的采購、制造以及驗收環節進行技術監督，使設備的質量和性能能夠較好的滿足改造需要，進而為改造目標的達成提供良好的條件。

2 監督和控制設備質量

（1）在設備的采購、制造以及驗收階段完成后，就要開始進行設備改造工程的安裝調試階段。由于設備安裝調試質量的好壞會對整個改造工程的質量造成直接影響，因此必須要對設備的安裝調試階段進行有效的技術監督與控制。機組的安裝調試要嚴格按照《水輪發電機基本技術條件》、《水輪發電機組啟動試驗規程》與《水輪機基本技術條件》等的相關要求進行，可以通過建立技術監督網絡，由業主和施工方共同制定施工進度計劃表、施工過程以及施工質量技術監督方案，從而實現對安裝調試進行全過程的技術監督管理。在安裝調試過程中進行全程的現場旁站監督，并對施工的工藝、工期、質量以及發生的問題記錄在監督日志中，監督日志的記錄為每日一次。業務與設備廠家以及施工單位之間要加強溝通聯系，方便對在施工過程中出現的設備或施工質量問題進行及時溝通和整改。對改造工程施工質量的管理還可以采取例會制度，在會議中對施工的內容、進度、質量、存在問題，以及相應的處理措施進行匯報討論，并完善會議記錄，為后期改造工程的施工和驗收提供有效依據。

（2）在改造工程的竣工驗收階段，要保證安裝調試后的設備性能符合改造方案的相關要求，主要包括機組振動、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、機組出力效率等。在竣工驗收技術監督上，可以采取3級驗收與質量控制點驗收相結合的方式，3級驗收是施工單位為1級驗收；點檢員與駐廠代表為2級驗收；責任工程師為3級驗收。質量控制點驗收是見證點和停工待檢點的驗收。只有在完成前一級驗收并合格后才能夠申請下一級驗收，見證點采取2級驗收，停工待檢點采用3級驗收。

3 實現檢修策略優化

為了保證機組改造的效果能夠長期的維持下去，就需要加強對日常運維檢修和退役報廢的技術進行監督管理。一方面要對現有的機組狀態監測、發電機定子引出線溫度以及PI（Plant Information System，商品化軟件應用平臺）數據庫等進行充分的利用，分別以月度、季度和年度對設備的運行情況進行評價和分析，并確保分析報告具有較高的質量和深度。還要通過開展專題分析，對機組運行中出現的問題進行分析研究，并從中汲取相關的經驗，為下一步的機組運維檢修工作提供有效的參考和指導，使設備的健康運行得到保障。另一方面，要對各項日常檢修工作的技術監督相關規定進行補充完善，在電氣、水工、水機等專業建立起有效、精細的技術監督管理模式和體系，制定出合理的運維檢修策略和計劃，并對實施效果進行綜合評價。對于出現嚴重老化或故障的設備要及時進行報廢退役處理，避免造成對其他正常設備的不良影響。

4 全過程技術監督管理實踐成果

在對該電廠水輪發電機組的改造進行全過程的技術監督管理中，通過以設備改造后的質量以及性能為中心，對設計規劃、設備的采購、制造和驗收，以及設備的安裝調試和日常運維檢修等環節進行嚴格的技術監督和質量控制，使得機組改造工程的規模和成本得到了有效控制。在設備的驗收中先后發現了發電機定位筋質量較差、機組摩擦傳遞扭矩設計安全系數偏大、導水機構摩擦機構傳遞扭矩不足，以及供水流量不足、機組開機振動偏大等設備問題，并進行了有效的解決，保證了改造目標的順利完成，設備壽命大大提高，并使發電廠增容20%左右。

5 結語

對水輪發電機組的改造全過程進行技術監督管理，對于保障改造目標的順利完成有著十分重要的意義。因此，在水輪發電機組的改造過程中，必須要根據改造的實際情況，對設備的采購、制造、安裝、調試、驗收、運維等環節進行嚴格的質量控制，保障技術監督管理工作能夠全面覆蓋機組改造的全過程，只有這樣才能達到預期的改造目標。