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长江电力:40岁机组的“智慧重生”

2022-08-15 10:42:21 长江电力   作者: 卞颖慧 孙钰芳  

葛洲坝电站1号机组是迄今为止世界上尺寸最大的低水头轴流转桨式水轮发电机组,水轮机转轮直径 11.3 米,发电机定子外径 17.6 米,完全由我国自主设计、制造和安装,创造了二十世纪八十年代我国水利水电史上的奇迹,被誉为“世界卡普兰式水轮机的里程碑”。1981年投运至今,1号机组已高效稳定运行了40年。

限于当时的设计和加工制造水平,1号机组已濒临设计运行寿命。

长江电力通过科学试验评估了该机组的状况,决定用先进技术和工艺对其进行改造,让老机组焕发“新活力”。

然而对机组进行改造,其难度不亚于给人做一台大手术。

“这次更新改造,用脱胎换骨形容也不算夸张,因为工期紧、改造范围大、新老接口多,比装新机组更难。”长江电力检修厂厂长肖荣谈到这次改造时感触颇深。

施工组织设计

在动态调整中寻求最优解

一张“葛洲坝电站17万千瓦机组更新改造网络图”挂在项目组办公室正墙,长约5米。

图上方是时间线,具体到每一天,中间红色粗线是工期推进主线,红线上下是蓝、绿细线,是其它相关辅助工作推进进度。这张图,是项目总负责人耿乾坤每天的必修课。

“项目开工前一年,我们便开始做方案,哪里可以压缩,哪里可以优化,都在我们心里。”这本检修明细账,早被他盘算了无数次。

作为项目总负责人,水发同改他挂图作战,合理安排工期,高效利用桥机、场地、专用工装等公共资源;转轮室改造他精微分析,构建工序工艺模型,设计出最优施工方案;流水作业他合理布局,动态调整人力资源,无缝衔接工序转序,每日纠偏,做到施工工期可控在控。

现场机械专业负责人吴江绘制出机组拆卸、定子改造、转轮室安装和机组安装四个阶段的定置图,错峰退役设备、返厂设备、新设备到货和大型新工装的定置时间节点,化解了葛洲坝电站二江厂房空间受限的难题。

“一味苦干、蛮干解决不了问题,必须要找出最优解,微笑着面对它,拿出必胜的信心!”耿乾坤如是说。

科技助力

攻下最大体量的转轮室改造难关

号称机组“心脏”的转轮室呈环形浇筑于基坑壁上,高约7米,厚约1.1米。

按照改造计划,机组的发电机、水轮机都要拆掉更新,新设备的尺寸较旧设备有一定变化,也就是说,需先把旧转轮室拆掉,再重新浇筑,才能把新设备安装进去。

据悉,此次破拆方量达到260方,是目前国内外最大体量转轮室改造项目,且原混凝土包钢外侧钢板图纸设计厚40毫米,内侧混凝土图纸设计强度等级为C40,结构强度达到C60,现场施工环境复杂,难度之大,堪称历史首次。

“事实上,钢板厚度远超40毫米,有的地方甚至厚约80毫米,平时使用的电焊气刨方式无法切割,只能先用大功率的等离子切割技术拆除钢板,再应用水刀快速破拆混凝土。”检修厂副厂长耿在明介绍道。

水刀是检修厂创新引进的高压水射流设备,也是国内首创将此技术应用于转轮室破拆,不仅破拆效率高,而且对一期混凝土的破坏很小。

在水刀协助下,检修厂啃下了转轮室破拆的“硬骨头”,历经80天鏖战,顺利转入混凝土浇筑和定子叠片阶段。

匠心铸就

每一个新旧部件接口都严丝合缝

“本次改造涉及的新旧部件接口繁多,尤其是导水机构改造,是本次大机改造新旧接口装配的核心难点。不仅改造的部件数量最多,涉及到旧活动导叶、拐臂、顶盖返厂修复,新底环、导叶套筒、控制环、支持盖组装,旧接力器现场检修等,而且工艺最复杂,技术要求最高,新旧部件要严丝合缝地对上,误差不能超过限制范围,就像同样一根针线穿过一根孔眼更小的新绣花针,非常考验现场技术人员的工艺和技术水平。”检修厂机械三分部主任何强锋介绍到。

“差之毫厘,谬以千里”,要尽可能保证每个接口的精准度, 2000多吨重的机组转起来,差0.01毫米,机组振摆超标就不能长周期可靠运行。

怎样保证新旧接口的精准度呢?答案是充足的准备和创新的施工技术。

检修厂首次引入激光测量和点云技术,成功完成转轮高程,定子、转子、转轮室、转轮叶片半径及圆度等部位的现场测量工作,保证了测量数据更加精准,再结合传统测量方法,确定所有新旧部件安放的三维点,确保了新旧部件接口接得严丝合缝。

“检修厂的破拆工艺、安装精度均超过预期,转轮室新浇筑混凝土变形量极微,中心定位、安装高程、圆度控制比我方设计控制的还要好,可以说创造了同行业最高水平!”东方电机技术人员如是说。

260余天,622张质量控制记录卡,机械、电气、水工三个专业人员互相分工、密切配合,葛洲坝电站1号机组更新改造工作如期完成。

2022年7月,1号机修后各项性能指标达到三峡集团优质机组标准,成功并网发电。

40岁的老机组经历此次改造,“智慧重生”后,又将继续在水电舞台上重新绽放活力,源源不断地为国家输送清洁能源,为实现碳达峰、碳中和目标奉献“青春”力量!




责任编辑: 张磊

标签: 长江电力

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