浅析抽水蓄能机组性能试验堵板隐患消除方案

王啸  ,      ,贾瑞卿  , 

[摘  要] 某抽水蓄能机组性能试验尾水管埋管进口堵板和尾水管排水口格栅位于尾水管内，在机组运行时上述设备承受较大的交变应力，长期运行后易疲劳断裂或松动脱落，对机组运行造成严重影响。本文结合现场实际，开展上述隐患排查消除方案分析。

[关键词]试验堵板 尾水管 格栅

1  引言

河南宝泉抽水蓄能电站装有4台单机容量为300MW的立轴单级混流可逆式水泵水轮发电机机组。为消除机组尾水管格栅脱落隐患，保障机组安全运行，按照公司生技部要求，特开展尾水管格栅自查整改工作。宝泉公司机组尾水管排水口格栅为Q235B碳钢材质。位于尾水管内最低点，略低于尾水管钢衬，该处流态复杂，在机组运行时格栅承受较大的交变应力，长期运行后格栅易疲劳断裂或松动脱落。计划结合机组检修将该格栅更换为不锈钢材质备件，固定牢固，与尾水管钢衬满焊。机组性能试验尾水管埋管进口堵板固定螺栓有气蚀现象，堵板表面有锈迹，堵板存在脱落风险。计划结合机组检修开展备件更换工作。

2  组织机构

领导小组负责现场指挥、协调、监督、验收检修队伍开展的各项工作，做好工作前的危险点分析及预控措施，开展事故预想，组织应急演练及事故处置工作。分析掌握机组安全状况、检修质量，对检修过程中出现的重大问题作出决策。

检修小组负责检修前工器具准备调试，检修过程中安全检查、质量监督、缺陷处理等方面的工作，并及时将整改建议和处理进度汇报现场指挥领导小组。开展协调、安全措施核实，数据记录、分析以及试验后报告整理。

3  前期准备

开展现场勘查，准备好检修所需仪器仪表、工器具、相关材料、相关图纸及相关技术材料。检查工器具、材料、设备无误后运至现场。

办理水力机械工作票，明确工作范围、安全措施和工作班成员及工作内容。安排专人在尾水进人门处登记，工作人员进入尾水管内部作业，必须按有限空间规定做好登记。

4  更换工艺

4.1.尾水管内堵板更换

新法兰堵板、螺栓到厂后，按图纸设计要求对规格、型号进行核对。法兰堵板、螺栓（8.8级M16×55内六角）材质型号应满足要求。法兰堵板表面应光滑，厚薄均匀，色泽一致，检查应无破损、变形等质量等缺陷。螺栓材质型号规格应满足图纸要求。

尾水管排水后打开尾水门通风。首先脚手架搭设。

此次检修根据现场实际，采用移动脚手架及钢管脚手架联合

4.1.1脚手架的一般工艺技术要求

1)检修顺序：立杆→横→牵杠→格栅→剪刀撑→脚手底笆→栏杆→安全防护。

2)脚手架的底脚必须牢固。如有必要，可在铺放统长12~16号槽钢，使立杆稳定在槽钢或砌块上。

3)立杆纵向间距1.8m，横向间距为1.00~1.20m，里排立杆离墙面0.3m。相邻立杆接头要错开，对接采用一字扣连接。立杆的垂直偏差不得大于架高的1/200。底部立杆应采用不同长度的钢管参差布置，使相邻两根立杆上部接头相互错开，不在同一水平面上，以保证脚手架的整体性。

4)大横杆间距1.8m，小横杆间距 0.9m。大、小横杆与立杆采用十字扣连接。横杆的里端离墙面不大于20cm。

5)沿脚手架外侧面设置十字型剪刀撑。从脚手架外侧面转角端头沿纵横双向每隔9m(水平距离)用斜杆搭成剪刀撑(即脚手架外侧面每81m2面积内有一剪刀撑)，自上而下循序连续设置。剪刀撑斜杆与地面形成45~60度夹角，最下面的斜杆与立杆的连接点离地面不大于50 cm。剪刀撑钢管的接长接点不宜用插口式或对接式扣件，应采用搭接方法，搭接长度不少于40cm，并采用两只转向扣件锁紧。

图1 脚手架示意图

图2 现场剖面图

4.1.2堵板清扫检查

用清洗剂清理去除堵板及M16×55紧固内六角固定螺栓表面锈蚀；清扫完成后检查堵板及固定螺栓锈蚀情况。

4.1.3堵板拆除

用内六角扳手松动固定螺栓；由于堵板安装在潮湿环境，加之运行时间长，设备老化锈蚀严重，螺栓拆卸时不要用力过猛，避免将螺栓掰断。

4.1.4堵板安装

清理安装基准面，安装面应清洁，无高点毛刺。密封槽内应清洁无高点毛刺。更换∅7mm密封盘根。盘根检查应完好，连接处应粘接牢固。堵板紧固螺栓应按照力矩要求进行紧固。漆膜表面要求平整、光滑、均匀、无汽泡、无夹杂、无流卦，无底差，褶皱等现象。

拆除脚手架，由上至下，逐层拆除，可参考搭设步骤反向进行。

图3 堵板示意图

4.1.5打压试验

在机组性能试验尾水管埋管出口处架设打压泵，开展打压试验。

4.2尾水管排水格栅更换

焊接标准执行TI-IE-010。采用E309-15材质焊条，焊条规格型号为Φ3.2/4.0。焊条在使用前应按使用说明书要求进行烘干,然后放在保温筒内随用随取，保温筒应保持通电。采用手工电弧焊SMAW，直流电源，极性DCEP, 焊接时须用短弧操作，以窄道焊为宜。

在尾水管排水格栅下游侧约5米处，使用挡板及沙袋设置围堰，使用水泵将尾水管内尾闸渗漏水抽至排水格栅内。

1）清除原格栅支撑

用角磨机切除原格栅，对原格栅焊点进行打磨，保证焊点位置表面平滑，无高点毛刺。

2）对铲磨修复处做PT检测，确认无气孔、裂纹等缺陷。

3）点装新拦污栅。

4）按照图纸要求焊接新的拦污栅，并打磨处理焊缝。

按照新的拦污栅图纸，组焊拦污栅-项406；按照图4J-J定位尺寸，安装新制的拦污栅-项406；点装后，完成新制拦污栅-项406与尾水管-项403连接的焊缝。

图4 格栅示意图

5）对格栅焊接处做PT检测，确认无气孔、裂纹等缺陷。

检修工作结束，尾水管有限空间人孔门封闭前，检修工作负责人应检查尾水管内确无人员和物品遗留。在封闭尾水管人孔前，联合检查完成后立即封闭。

5  风险分析及预控措施

5.1滑跌磕碰、人身触电、窒息

1）尾水管保持通风，个人佩戴口罩等防护用品。2）执行监护制度，专职监护人在尾水管外进行监护，确保紧急情况下的处置。3）采用安全电压，设置电气保护开关。4）电焊作业人员应穿专用电焊服、绝缘鞋，正确使用面罩、手套等防护用具。5）作业时应站立在绝缘、干燥的地方或穿绝缘鞋；6）焊接时，电焊机使用前检查引线绝缘良好，外壳可靠接地，接地电阻符合要求；7）按照使用说明正确使用风动打磨工具，不熟悉风动工具使用方法人员严禁擅自使用风动工具。

5.2火灾、中毒

1）打磨设备使用前检查。2）正确使用防护用品，戴防护眼镜。3）防腐工作过程中应做好防护措施。4）防腐过程中使用油漆、甲苯等易燃易爆物品时应禁止使用明火、禁止打磨工作同时进行，并做好消防应急准备工作。5）尾水管防腐处理属于有限空间作业，需要专责监护，落实通风、检测相关要求。

5.3高处坠落

1）搭设脚手架平台人员应有丰富的经验，搭设过程中做好保护施。2）运送材料进出尾水管时要做好防坠落措施，如用绳子捆绑上、下。3）进出尾水管人员及携带工具、材料、物资逐一进行出入登记和核查。

5.4压力伤害

1）各封闭端密封件、打压试验管路及接头质量可靠，安装符合要求，严格控制升压速度和保压时间。2）正确使用防护用品，发现异常立即卸压。

6  结语

本次抽水蓄能机组性能试验尾水管埋管进口堵板和尾水管排水口格栅隐患排除方案的分析制定，严格按照现场施工标准化流程、反违章相关规定开展，为现场施工提供了坚实依据，为现场管控提供坚强支撑。为抽水蓄能机组类似边界条件的现场施工提供了借鉴经验。

参考文献

[1] 付元初.水轮发电机组安装技术规范［M］.北京：中国电力企业联合会标准化中心, 2003.

[2] 姜丰.国家电网公司电力安全工作规程（水电厂动力部分）［M］.2015.