摘要：浙江仙居抽水蓄能电站（以下简称仙居电站）主进水球阀运行工况水头高、直径大等特点，在安装过程中较一般电站主进水阀对安装工艺要求更高。本文对大尺寸高水头主进水球阀的安装工艺进行了介绍。
关键词：球阀；安装；连接；焊接
1工程概况
浙江仙居抽水蓄能电站地下主厂房，设计安装4台375MW混流可逆式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。每台机组单独布置1套进水球阀及操作系统，进水球阀为卧轴双面密封球阀，设有一道液压操作的工作密封和一道水压操作的检修密封。采用双缸双向液压接力器开启、关闭球阀。球阀为整体结构，每台球阀配置1套油压装置。进水球阀布置在蜗壳延伸段与上游引水压力钢管之间，球阀安装中心高程EL107.00m，操作系统的油压装置布置在相应机组段的EL110.4m高程。进水球阀及附属设备由哈尔滨电机厂有限责任公司生产。
2 安装方法
2.1 主要安装内容
进水阀及接力器基础安装、进水阀吊装、伸缩节安装、上游连接管安装、接力器安装、油压装置安装、压力钢管及蜗壳排水管安装、自动化元件及附件安装。
2.2施工方案及作业方法
2.2.1基础安装
（1）按照设计图纸，根据放置的机组中心、高程样线，正确埋设进水阀基础螺杆和基础板，基础板的水平必须要满足球阀安装后的水平要求。
（2）安装油压装置基础板等埋件；
（3）按照设计图纸和规范要求对基础螺杆和基础板进行加固，验收；
（4）浇注埋件二期混凝土。
2.2.2上游压力钢管凑合节安装、固定
（1）将上游压力钢管凑合节吊入安装作业面利用在水轮机层楼板埋设的锚钩辅助导链将连接管拉向压力钢管，在球阀基础与上游墙之间搭设25a工字钢平台，将连接管坐落在平台上。连接管与钢管之间采用8块码板连接固定。吊装固定图见下图。
（2）初步调整上游压力钢管凑合节下游侧的中心、高程。
2.2.3上游连接管预装
（1）球阀清扫完成后测量球阀阀体、上游连接管及伸缩节等相关部件在水流方向的长度加工尺寸；
（2）测量蜗壳进口到上游压力钢管凑合节间距离，共测量20个点，注意蜗壳进口与上游压力钢管凑合节测点位置要对应匹配；
（3）根据图纸尺寸计算上游压力钢管凑合节的切割量，切割量考虑上游连接管与上游压力钢管凑合节焊接收缩2mm；
（4）在上游压力钢管凑合节上部外壁临时焊接2个限位挡块，用于球阀上游连接管的吊装定位；
（5）用厂房桥机上游侧主钩将上游连接管吊至安装部位，上游端由限位块卡在压力钢管上，并在适
当位置焊接拉紧器固定连接管，下游端用预先做好的支墩用千斤顶顶好；
（6）精调连接管与凑合节的对接缝，测量连接管法兰垂直度、中心高程、与蜗壳进口的平行度及距离均应满足厂家技术要求，注意连接管与蜗壳进口的距离应小于设计值2mm（焊接收缩量）。
2.2.4伸缩节与球阀和蜗壳预装
（1）伸缩节吊装就位调整预装
（2）伸缩节吊入安装位置就位前，先把各安装接触面清理干净，清理法兰面上的毛刺、油漆等影响密封的杂物。
（3）检查球阀下游法兰面至蜗壳进口之间的距离是否大于伸缩节长度。
（4）然后将伸缩法兰、套入伸缩节上。
（5）在球阀下游侧法兰面，将整体伸缩节吊起，相对于球阀及蜗壳进口段调整，用螺栓和螺母将伸缩节与球阀连接，并用扳手将螺栓初步把紧。
2.2.5压力钢管凑合节、上游连接管、伸缩节延伸段焊缝焊接工艺
（1）将上游侧连接管与压力钢管凑合节压缝、点焊，适当将连接管与球阀连接的螺母松开（螺栓不脱离、不把紧），在上游侧连接管法兰径向架4块百分表进行焊接过程中的变形监视。
（2）焊接过程安排专人负责焊条烘焙、加温和径向百分表变形监测，发现变形过大或不稳定，及时上报数据、分析数据，根据驻场代表意见改变焊接顺序。
焊接现场的温度不低于5℃，空气相对湿度不高于85%。
焊条、焊剂等焊接材料的贮存库应保持干燥，贮存库温度应在5℃以上，相对湿度不得大于60%。设专人保管、烘焙和发放。并应及时做好实测温度和焊材发放记录。
焊条必须按照焊条说明书上要求的温度和时间进行烘干、保温。在350℃～400℃烘干约1h，焊条烘干后放入100℃～150℃焊条保温箱内，随用随取，焊工领焊条时，须带焊条保温筒。未经烘干的焊条禁止使用。当天用不完的焊条要退回焊条库，重新烘干处理。注意焊条的烘干数量与每天使用的数量尽可能相同，避免焊条多次重复烘干，焊条重复烘干的次数不宜大于2次。
（3）坡口打磨干净，无油渍，铁锈及油漆等。
（4）焊接8块“U”型加强板，控制连接管焊接时的变形。
（5）焊接采用薄层多道分段退步焊接工艺，以平焊为主缝，仰焊为背缝在连接管腰线上进行分割。焊接前先进行定位焊，定位焊每500mm定位一段，长度100mm，焊厚8mm，定位焊用氧割进行加温。按照厂家要求进行焊前预热。在焊缝处划出分段位置，由4名焊工同时对称施焊，先焊主缝，焊接行进速度应基本保持一致。清根背缝，进行打磨并作PT探伤，焊接背缝至盖面。焊接主缝完成，再焊接背缝盖面焊。施焊期间监控焊接变形，盖面焊要保证无咬边或其它表面缺陷。为减小焊接应力，除打底及盖面焊外，用气铲对焊缝进行锤击消除部分焊接应力。每天焊后进行保温消氢处理，减小延时裂纹的发生，保温温度200℃，每次保温2小时。焊接完成后刨除8块加强板，清理焊缝。焊缝焊接完成24小时后进行100%UT探伤，对裂纹、未熔合、夹渣及大气孔部分先进行处理，完成后再进行100%RT探伤，最后进行100%PT探伤处理焊缝表面缺陷。
（6）焊接所有工作完成后对焊缝进行防腐处理。
2.2.6球阀与上游连接管和伸缩节安装
将球阀与上游连接管之间连接螺栓对称预紧，按拉伸值0.41mm，拉伸分两次进行，第一次为设计拉伸值的10%拉伸，第二次为设计拉伸值的100%拉伸，拉伸完成后检查组合面间隙（无间隙）。上游连接管安装完成后，对称预紧伸缩节与球阀的连接螺栓，螺栓的拉伸值为0.33mm，拉伸同上游拉伸方法相同，分两次拉伸，拉伸后检查组合缝间隙（无间隙）。球阀整体装配完成后，用框式水平仪检查耳轴部位水平度（允许偏差0.05mm/m）、轴线线旋转偏差（2mm）、安装高度偏差（2mm）。
2.2.7球阀基础螺栓固定
球阀与上游连接管和伸缩节安装完成后，把紧球阀基础螺栓到设计拉紧力矩。
2.2.8伸缩节与蜗壳进口安装
按照厂家提供的拉伸值，依次把紧安装过渡法兰与蜗壳进口段、伸缩法兰与过渡法兰、压盖与伸缩法兰。拉伸后检查组合面间隙（无间隙）、螺栓拉伸值、伸缩节至蜗壳进口法兰间隙和伸缩节与伸缩法兰径向间隙。
2.2.9接力器安装
（1）接力器安装前，在安装间向接力器缸体内注试验油，做油压试验，在0.3MPa油压下，检查活塞的灵活性，要求动作灵活，无卡阻。在9.45MPa油压压力下做接力器耐压试验，时间30min，要求无泄漏现象。在试验过程中检查接力器的行程2293mm。油压试验检查合格后，将接力器置于全关闭状态并锁定，防止吊装时活塞杆滑动，并将接力器与支座安装连接。
（2）接力器已临时存放在上游侧，清理接力器销轴孔，检查销轴与销轴孔的装配尺寸。
（3）用拉紧器临时固定接力器与活塞杆，防止在安装过程中发生移动。
（4）吊装接力器至装配位置，安装销轴。
（5）检查接力器基础板高程，通过拉紧器调整接力器基础板高程满足设计要求；检查接力器垂直度并调整。
（6）加固基础板，复查接力器垂直度和基础板高程应满足设计和规范要求。
（7）接力器基础混凝土浇注并养护足够时间。
3 结束语
大型抽水蓄能机组进水主阀运行水头高，机组运行工况变换频繁，运行条件复杂，在发电与抽水工况水流对球阀的作用力方向也不一致，因此在球阀安装过程中应加强对安装质量的控制，尤其应注意保证阀体上下游与压力钢管及蜗壳焊缝的连接质量。
论文作者:张飞,丁光,付强,陈宇加
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/17
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