大型油浸式變壓器卸車安裝技術(shù)研究及在印度首臺800MW超超臨界機(jī)組中的應(yīng)用

路長松

（山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東 青島 266100）

1 研究背景

本文介紹的是印度首臺正在建設(shè)的800MW超超臨界火力發(fā)電項(xiàng)目，業(yè)主方為印度有著豐富電站運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的綜合性企業(yè),項(xiàng)目工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高。該項(xiàng)目變壓器數(shù)量多，其中7臺主變重量超過210t,同時(shí)，從國內(nèi)通過海上運(yùn)輸至印度港口，會在短時(shí)間內(nèi)集中到場，必須加快主變卸車就位的速度，否則，會產(chǎn)生大量押車費(fèi)用。另外，當(dāng)?shù)胤职碳夹g(shù)力量薄弱，安裝人員流動(dòng)頻繁，施工組織能力渙散。傳統(tǒng)的安裝方式不能滿足施工質(zhì)量、安全及進(jìn)度的要求。如何提升變壓器安裝效率，控制工藝質(zhì)量，確保電氣試驗(yàn)一次合格，也是亟需解決的問題之一。

2 項(xiàng)目工程概況

該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為2×800MW超超臨界燃煤機(jī)組，項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)閬啛釒夂颍?～10月是雨季，年均降雨量將近1300mm。該項(xiàng)目兩臺機(jī)共設(shè)置6臺400kV、額定容量為330MVA的單相主變及6臺24kV廠用變壓器和4臺11kV輔助變；設(shè)置1臺400kV檢修變、1臺備用變。升壓站設(shè)置3臺400kV電抗器，BOP區(qū)域設(shè)置8臺輔助變。

3 研究方法及技術(shù)路線

3.1 研究方法

（1）收集圖紙及資料，掌握設(shè)備參數(shù)及安裝方式，如全面了解設(shè)備（變壓器）重量、容量、電壓等級、運(yùn)輸方式、到場時(shí)間、就位方向及KKS編碼等細(xì)節(jié)問題。（2）仔細(xì)查看現(xiàn)場地形、地貌、道路、設(shè)備基礎(chǔ)及周邊環(huán)境，對不符合項(xiàng)及時(shí)整改，確認(rèn)卸車、就位及安裝方式。（3）調(diào)查了解分包商的施工組織能力、技術(shù)管理能力，如人員構(gòu)成、工作習(xí)慣、安裝知識掌握程度等，確認(rèn)施工方案。（4）橫向比較，優(yōu)化施工方案，從國內(nèi)外相近的施工項(xiàng)目借鑒其經(jīng)驗(yàn)，消化吸收提升，形成適用該項(xiàng)目的安裝模式。（5）統(tǒng)籌考慮內(nèi)外部環(huán)境因素，結(jié)合現(xiàn)場吊裝機(jī)械資源配置情況，選擇經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備卸車就位方式，不得影響其他工作正常推進(jìn)。

3.2 技術(shù)路線

（1）全過程全要素管理。了解設(shè)備性能參數(shù)和現(xiàn)場地理環(huán)境及人文環(huán)境，從變壓器就卸車、就位、內(nèi)檢、安裝、注油等方面開展工作。（2）跨專業(yè)交流。根據(jù)設(shè)備安裝需要，同起重、檢測、焊接等專業(yè)適時(shí)展開對口交流，如變壓器卸車就位、內(nèi)部檢測及損傷的零部件焊接等。（3）技術(shù)可行性論證。對多個(gè)變壓器吊裝、二次托運(yùn)方法進(jìn)行對比，從先進(jìn)性、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、因地制宜等方面進(jìn)行技術(shù)可行性論證。（4）安全性分析。變壓器卸車、安裝工作應(yīng)安全第一，必須結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，對每種技術(shù)可行的方法從技術(shù)上進(jìn)行安全分析，找出不安全的因素和解決的辦法并分析其可靠性。（5）進(jìn)度分析。變壓器的吊裝如果不能選擇合適的方法，也會影響整個(gè)工程的進(jìn)度，必須對不同的卸車、吊裝方法進(jìn)行工期分析，所選用的方法不能影響整個(gè)工程的進(jìn)度。（6）成本分析。對安全和進(jìn)度均符合要求的變壓器安裝方案進(jìn)行最低成本核算，將施工成本控制在合理的范圍內(nèi)。

4 研究內(nèi)容

7臺主變同時(shí)由國內(nèi)通過海上運(yùn)輸至印度港口，然后通過陸路運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場。根據(jù)卸船及印度境內(nèi)運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，預(yù)計(jì)每臺主變到場時(shí)間僅間隔1～2天。常規(guī)大型主變卸車就位方法主要有2種，第一種是使用大型履帶式起重機(jī)，第二種是通過專用卸車、托運(yùn)工器具（包括液壓千斤頂，重物推移千斤頂?shù)龋Ｔ擁?xiàng)目雖有2臺300t以上大型履帶式起重機(jī)，但吊裝工作已飽和，如果對起重機(jī)工況變更后進(jìn)行變壓器卸車就位，需要的時(shí)間超過30天，將會對整個(gè)工程進(jìn)度造成極大的影響，故只能選擇第二種方法。

在印度電建項(xiàng)目，一般從國內(nèi)采購主變卸車拖運(yùn)工器具，因?yàn)榧夹g(shù)相對比較成熟。但是，若從國內(nèi)采購這些工器具，考慮到采購、運(yùn)輸、清關(guān)等大量成本費(fèi)用，以及受疫情影響海上運(yùn)輸時(shí)間不可控等因素，主變卸車就位工作按期完成的概率會大大降低。針對上述情況，我們深入印度當(dāng)?shù)厥袌觯治鲇《戎髯冃盾囃羞\(yùn)的工器具及在該項(xiàng)目施工中可能出現(xiàn)的問題，比如，在千斤頂單側(cè)頂起時(shí)，可能會造成另一側(cè)枕木垛受力不均而發(fā)生失衡等，我們根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，對工器具進(jìn)行了大量改進(jìn)，關(guān)閉了所有可能出現(xiàn)的問題，探索出一套經(jīng)濟(jì)快捷安全可靠的卸車托運(yùn)就位工器具及方法。

變壓器安裝工藝質(zhì)量水平與很多因素有關(guān)，如未對安裝人員進(jìn)行技術(shù)交底，試驗(yàn)設(shè)備、抽真空、壓力表等未在有效期內(nèi)，試驗(yàn)人員操作不當(dāng)、電源不穩(wěn)定等，結(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際情況，經(jīng)過綜合分析，我們確認(rèn)變壓器內(nèi)部受到損傷未發(fā)現(xiàn)；天氣變化快、過于潮濕、未采取有效措施；安裝工具、施工材料等未定置管理是影響變壓器安裝工藝質(zhì)量的主要因素，并制定了應(yīng)對措施。此外，針對該項(xiàng)目變壓器數(shù)量多、工期緊任務(wù)重、分包商施工技術(shù)薄弱、人員工作效率低等問題，我們從變壓器就位、內(nèi)檢、安裝、注油等方面開展研究，從如何提升施工質(zhì)量、確保安全、提高效率、節(jié)約成本等方面進(jìn)行創(chuàng)新。

5 主變卸車托運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)

該技術(shù)采用鋼板及滾軸作為特殊托運(yùn)裝置，利用主變基礎(chǔ)作為混凝土地錨，通過手搖拉力葫蘆牽引主變就位，與大型機(jī)械吊裝就位或采用額外軌道、卷揚(yáng)機(jī)、重物推移千斤頂就位相比，該方式簡單易操作、速度快、費(fèi)用低、適應(yīng)性面廣。

5.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)場地條件，主變運(yùn)輸車縱向中心線與主變基礎(chǔ)橫向中心線距離為15m，運(yùn)輸車高度為1.2m，運(yùn)輸車每組車輪自帶油缸可上下調(diào)節(jié)高度裝置，上下可調(diào)節(jié)15cm。主變基礎(chǔ)上表面比卸車場地地面高0.6m。主變寬度比運(yùn)輸車寬度大0.6m，即主變單側(cè)超出運(yùn)輸車邊緣0.3m。主變卸車場地位于該變壓器基礎(chǔ)正北側(cè)區(qū)域（主變基礎(chǔ)北側(cè)縱向中心線東西兩側(cè)各30m，寬15m），提前將該區(qū)域平整壓實(shí)，并鋪設(shè)8塊路基板。

5.2 主變運(yùn)輸車停車就位

主變運(yùn)輸車沿著規(guī)劃的路線行駛至卸車場地，調(diào)整運(yùn)輸車使其縱向中心線與主變基礎(chǔ)橫向中心線距離為15m，使主變縱向中心線與主變基礎(chǔ)縱向中心線重合，利用運(yùn)輸車底盤自帶液壓裝置將底盤升至最高處。

5.3 主變卸車

首先，在變壓器超出運(yùn)輸車的6個(gè)連接板處搭設(shè)6組枕木垛，枕木上下兩層交錯(cuò)搭設(shè)，增加穩(wěn)定性，枕木垛內(nèi)側(cè)與運(yùn)輸車邊緣保持10cm間隙。然后，利用運(yùn)輸車液壓裝置下降車盤，使主變與車盤分離，此時(shí)，將運(yùn)輸車緩慢開走。

5.4 主變降落

在主變東、西側(cè)的四個(gè)固定牛腿支座頂點(diǎn)正下方分別布置一個(gè)枕木垛（枕木垛下部支撐在提前鋪設(shè)在地面上的路基板）。首先，在一側(cè)枕木垛的上表面中心位置各布置一套150t液壓千斤頂,可以在枕木垛上表面放置不同厚度的鋼板來調(diào)節(jié)千斤頂高度，使千斤頂在最短行程時(shí)頂蓋略低于對應(yīng)的主變牛腿支座頂點(diǎn)下表面。檢查千斤頂及其電路、油路的連接，確保連接正確有效。然后，同時(shí)操作兩套千斤頂頂升，確保每個(gè)千斤頂頂蓋與主變上對應(yīng)固定頂點(diǎn)支架接觸并受力且主變不產(chǎn)生位移。主變每次被頂升起50mm時(shí)停止頂升，檢查兩個(gè)千斤頂是否同時(shí)受力、枕木垛是否可靠，主變被頂起150mm后，將這一側(cè)厚度為5cm厚的薄枕木抽出，落下千斤頂，將千斤頂移動(dòng)到主變另一側(cè)頂點(diǎn)，按同樣方式抽取該側(cè)5cm厚的薄枕木。所以，主變每次只下降5cm的高度，循環(huán)操作，直至主變下降到后續(xù)拖運(yùn)的高度（比主變基礎(chǔ)道軌上表面高5cm）。在整個(gè)主變降落期間，每個(gè)枕木垛設(shè)置一名監(jiān)護(hù)人員。

5.5 主變拖運(yùn)就位

在主變至基礎(chǔ)之間鋪設(shè)枕木垛，高度超出基礎(chǔ)道軌上表面5cm，枕木之間完全接觸無間隙，層與層之間要橫豎排列（十字交叉），少量間隙可通過木板調(diào)節(jié)，保證設(shè)備和枕木垛接觸面均勻受力，防止設(shè)備平移過程中產(chǎn)生形變。將提前準(zhǔn)備好的兩組拖運(yùn)裝置（鋼板及滾軸，如圖1所示）從南往北穿入主變底座與枕木垛之間并調(diào)整，滾軸上可涂抹一層適量的潤滑脂，以便后續(xù)主變平移作業(yè)順利進(jìn)行。上、下層鋼板尺寸：3000mm×300mm×10mm，滾軸尺寸：直徑50mm，長度300mm，每間隔250mm布置一個(gè)滾軸。

兩組拖運(yùn)裝置布置完成后，操作兩套150t 千斤頂使主變下降，直到主變完全落在拖運(yùn)裝置上，撤掉兩套千斤頂裝置，利用變壓器基礎(chǔ)承臺本身作為一個(gè)混凝土地錨，將兩個(gè)10t手搖拉力葫蘆與地錨相連，另一端通過鋼絲繩與主變相連，以此緩緩牽引主變前進(jìn)，如圖2所示。通過更換不同長度的鋼絲繩實(shí)現(xiàn)主變就位，滾軸和下方的鋼板隨著主變前進(jìn)，可以交替向前進(jìn)行置換，直到將主變拖到基礎(chǔ)位置。

6 變壓器安裝技術(shù)研究

（1）精準(zhǔn)定位，利用小車自重固化安裝位置，提升安裝效率。首先，找出變壓器本體的中心線，并在現(xiàn)場做好標(biāo)識。然后，參照廠家圖紙及現(xiàn)場標(biāo)識確定變壓器小車在檢修軌道的位置，用枕木撐住小車中間部位，小車憑借自身重力可固定在軌道上，如圖6所示。變壓器吊裝就位時(shí)，緩緩降落，對準(zhǔn)螺栓孔用螺栓固定即可。

（2）首次引用內(nèi)窺鏡成像技術(shù)，檢查、驗(yàn)收變壓器內(nèi)部安裝狀態(tài)，包括鐵芯、繞組、引線、分接開關(guān)等。變壓器漂洋過海、幾經(jīng)顛簸運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，部分運(yùn)輸時(shí)段的沖擊力參數(shù)可能超過了許可要求，給設(shè)備質(zhì)量帶來了隱患。我們采用內(nèi)窺鏡成像技術(shù)對所有廠用變壓器進(jìn)行無差別檢測，對有隱患的變壓器進(jìn)行重點(diǎn)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，保證了設(shè)備質(zhì)量安全。

（3）固定安裝工具及定置擺放施工材料，保證安裝質(zhì)量及安全。變壓器引出線檢查、安裝時(shí)，需將套管封蓋打開，稍有不慎，螺栓、螺帽、扳手等材料就有墜落箱體內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)，造成潛在危害。為此，我們采取了以下應(yīng)對措施：①利用無塵、整潔的軟布等材料將套管開口部位封閉、遮擋。②將安裝用的扳手、螺絲刀等工器具用柔軟、結(jié)實(shí)的線繩拴牢固定，一端固定在穿戴的安全帶上或就近的懸掛點(diǎn)上，另一端固定在工具本體上。③將安裝用的工器具、螺栓等清點(diǎn)好，集中擺放在儲物箱內(nèi)，隨用隨取。

（4）加充干燥空氣，保持氧氣濃度，延長變壓器露空時(shí)間，保證人身安全及安裝質(zhì)量。本區(qū)域天氣炎熱、潮濕，不利于安裝。主變進(jìn)行內(nèi)檢時(shí)，箱體內(nèi)需保持18%以上的氧氣濃度。在箱體抽真空排氮后，加充露點(diǎn)不高于-45℃的干燥空氣進(jìn)行置換，箱體出口保持微正壓，有利于延長露空時(shí)間進(jìn)行充分的檢查，提升安裝質(zhì)量。此方式同樣適用于無須進(jìn)入箱體內(nèi)檢的廠變等。

（5）二次補(bǔ)油時(shí)，采用連通器原理監(jiān)視油位變化，提升補(bǔ)油效率。將透明的塑料軟管，一端接油箱底部油樣活門端口，一端提升至油枕高度，補(bǔ)油時(shí)更能直觀地監(jiān)視油位變化，便于控制注油速度。

7 經(jīng)濟(jì)效益及社會效益

（1）施工成本降低。與傳統(tǒng)的大型機(jī)械或在軌推移卸車就位對比，采用此種拖運(yùn)式卸車就位，七臺主變可節(jié)省施工費(fèi)用18萬人民幣以上，功效提升4天以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（2）施工質(zhì)量優(yōu)良。首次采用主變托運(yùn)式卸車就位和內(nèi)窺鏡成像技術(shù)，確保變壓器托運(yùn)過程平穩(wěn)，安裝質(zhì)量可控，全場變壓器安裝工藝受到了業(yè)主的高度肯定，被評為樣板工程。

（3）施工過程安全。加充干燥空氣進(jìn)行置換，提升了氧氣濃度，保證了人身安全，避免了變壓器繞組受潮的風(fēng)險(xiǎn)，電氣試驗(yàn)通過率顯著提高。

（4）施工經(jīng)驗(yàn)積累。在該項(xiàng)目變壓器安裝工藝研究及應(yīng)用過程中，提高了判斷、分析、解決問題的能力，專業(yè)技能和理論水平得到了提高，團(tuán)隊(duì)合作精神等方面也得到了提升。

8 結(jié)語

主變托運(yùn)式卸車就位的新方法是在深入分析影響海外項(xiàng)目大型主變卸車就位的諸多因素，結(jié)合印度本地及項(xiàng)目實(shí)際情況后，進(jìn)行的托運(yùn)工器具升級改造和過程優(yōu)化，有效地解決了無大型機(jī)械情況下主變卸車就位的重大技術(shù)問題，是一種技術(shù)創(chuàng)新。變壓器安裝通過采用內(nèi)窺鏡成像技術(shù)，檢查驗(yàn)收變壓器內(nèi)部安裝狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)解決問題，消除了設(shè)備運(yùn)輸后的潛在風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了大量人工及機(jī)械費(fèi)用。大型油浸式變壓器的安裝技術(shù)在印度首臺800MW超超臨界機(jī)組的成功實(shí)踐，證明該研究成果實(shí)用性強(qiáng)，可縮短施工工期、提升工藝水平、保證施工安全、減少機(jī)械投入、降低施工成本，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，可在國內(nèi)外同類型項(xiàng)目的變壓器卸車安裝項(xiàng)目中復(fù)制及推廣，應(yīng)用前景廣闊。