水轮发电机组蜗壳挂装施工工法

水轮发电机组蜗壳挂装施工工法

1.前言

近年来水电站机组安装行业各种新技术新方法层出不穷，机组安装效率越来越高，安装速度越来越快，安装质量越来越好。但是整个预埋期所占的时间比例仍然相当大，为此如何加快机组预埋速度，提高预埋期效益，就成了机电安装的一个关键所在。

根据多年的水电站施工经验，在预埋期只有蜗壳挂装是占用工期最长，人工使用最多的。就是使用桥机进行稍大体型的蜗壳的挂装和焊接仍需要近半个月时间。

一般而言，小型蜗壳一般是和座环整体到货，整体安装。大型蜗壳由于瓦片数量多，单片重量大，一般都利用厂房桥机来安装。中型蜗壳，分片到货居多，只能利用土建的塔吊或吊车协助将蜗壳瓦片吊到安装工位，采用移动组合式工装进行蜗壳挂装。

中国水电十五局在陕西南沟门水电站成功运用水轮发电机组蜗壳挂装施工工法。南沟门水电站设计2台机组，单台装机容量为6MW，总装机容量为12MW。

图1.1 蜗壳挂装施工

2.工法特点

水轮发电机组蜗壳挂装施工工法具有以下特点：

1、工具轻便、操作简单。

本工法所使用工装用型钢加工而成，通过底部螺栓与座环把合在一起，结构紧凑，操作简单，装卸快速。

2、没有施工干扰，安全性好。

本工法进行蜗壳挂装就在蜗壳范围内，不干扰其他部位的土建施工。蜗壳吊装、组拼、都集中在一个小范围内，即时沟通协调，施工安全性好。

3.适用范围

本工法适用于中小型水轮发电机组分片到货的蜗壳挂装。

4.工艺原理

中小型水轮发电机组蜗壳基本上都是分节到货，各节重量在2t左右，数量在20节左右。因各个电站蜗壳的体形和重量不尽相同，蜗壳挂装的工装构件要通过计算确定其规格型号。下面以陕西南沟门水电站为例说明水轮发电机组蜗壳挂装施工工法的工艺原理。

陕西南沟门蜗壳包括锥管和直管各一段，瓦片19节。其中，直管段重3.5t，锥管段重8.4t，瓦片最重为第一段1.8t。

锥管和直管安装是随座环一起用汽车吊吊装到位的，在吊装前做好支架，将直管和锥管吊放在支架上进行微小的调整。19节瓦片挂装需要长时间起吊，采用本工法进行挂装。

为了在不占用塔吊的情况下，顺利挂装蜗壳瓦片，充分利用现有工具材料和条件，自行制作出下图所示的一个吊装工具：

在座环上环面用2个顶盖螺栓固定一个约25mm厚的钢板，然后在钢板上焊接一根长度合适的φ159厚壁无缝钢管，在钢管顶部焊接一只横杆，选用φ159无缝钢管，长度根据瓦片直径确定。最后在横杆上悬挂一台3t手拉葫芦进行单节蜗壳的吊装就位，直杆顶部外侧再配上一台2t手拉葫芦和钢丝绳做斜拉缆风绳，以保证整个工装在起吊时的稳定性和安全性。

安装一节蜗壳，点焊固定后，将吊装工装拆卸挪移到下一处，进行下一节蜗壳的挂装。

图4.1 蜗壳挂装施工示意图

5.工艺流程和操作要点

5.1工艺流程

座环安装固定→蜗壳挂装→蜗壳水压试验→浇筑二期砼

5.2操作要点

5.2.1座环安装固定

座环安装利用土建塔吊安装。

用土建塔吊将座环吊运至安装部位，按安装方位标记线就位于基础环上，穿上与基础环的组合螺栓，不打紧。

按安装基准X、Y线检查调整座环安装方位，应符合要求。

在座环上环板面布置埋件中心梁，在锥管中部工作平台布置油桶，挂机组中心钢琴线，以基础环下固定止漏环安装面为基准，确定机组中心，测量调整座环与基础环的同轴度(含圆度)，直至符合规范要求。

对称打紧座环与基础环的组合螺栓。

测量座环上法兰面高程及水平，均应符合规范要求。座环上法兰面高程用水准仪测量，水平用方型水平仪配合水平梁测量。

5.2蜗壳挂装

单节蜗壳用土建塔吊吊放在座环周围。将自制的吊装工装安装固定在座环上。然后用横梁上的手拉葫芦将单节蜗壳吊起就位，调整到位后进行焊接。每挂装调整一节焊接一节，不得跳越。

将吊装工装拆卸挪移到下一处，进行下一节蜗壳的挂装。蜗壳焊接完成后，对蜗壳进行坚固的支撑和加固。

5.3蜗壳水压试验

蜗壳全部安装焊接完成后，在进水端安装闷头封堵，充水进行水压试验。

图5.1 蜗壳水压试验

5.4浇筑二期砼

水压试验合格，尽快进行外包砼施工。砼浇筑要求对称均匀进行。

6.主要设备

6.1设备配置

蜗壳挂装主要设备配置见表6.1。

表6.1 蜗壳挂装主要设备配置见表

序号设备名称规格型号单位数量工作描述

1吊装工装3t台1蜗壳分节吊装就位

2电焊机SYB-2台2蜗壳焊接

3闷头只1蜗壳水压试验

4试压泵台 1 蜗壳水压试验

合计台（套）5

7.质量控制

7.1执行标准主要有：

7.1.1水轮发电机组安装技术规范 GB/8568；

7.1.2 水轮发电机基本技术条件 GB/T7894；

7.1.3 水轮机基本技术条件 GB/T15468；

7.1.4水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则 DL／5070；

7.1.5 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GBJ236。

7.2质量控制点和保证方法

表7.2 质量控制点和保证方法

序号质量控制点设计要求保证方法

１锥管段高程±５ｍｍ用水准仪实时测量控制

２锥管段中心与机组Ｙ轴线距离±１５ｍｍ用经纬仪放出机组Ｙ轴线，挂锥管中心线，用钢卷尺测量。

３蜗壳最远点高程±１５ｍｍ用水准仪实时测量控制

４蜗壳最远点半径±0.00４Ｒ挂机组中心钢琴线，用钢卷尺测量５定位节蜗壳管口倾斜值５ｍｍ吊线锤，用直尺测量管口垂直度。

６定位节蜗壳与基准线偏差±５ｍｍ用全站仪测量管口上、下、左、右四点坐标值与设计值比较。

７蜗壳对口焊缝间隙工艺要求用焊规测量

８蜗壳对缝错牙２ｍｍ用焊规测量

7.3质量保证措施

7.3.1质检工程师负责做好安装工程质量管理工作，施工班组设质检员，工序验收严格实行“三检制”，终检合格后报请监理工程师检查验收。

7.3.2严格按照规范有关条款、设计图纸、厂家说明书、技术质量文件等进行施工和质量检验，杜绝不合格产品用于工程中。

7.3.3施工前由项目总工程师组织技术、质量管理部等部门，按本项目的施工特点编制作业指导书，制定详细的施工组织措施，并组织施工人员进行学习，使每个施工人员明确工艺规范及质量要求。