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40岁机组的“智慧重生”

2022-08-16 18:04

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

葛洲坝水电站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，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”。自1981年投运至今，1号机组已高效稳定运行了40年。

按当时的设计，1号机组现已达到设计运行寿命临界。

三峡集团所属长江电力通过科学试验评估了该机组的运行状态，决定采用先进技术和工艺对其进行改造，让老机组焕发“新活力”。

▲葛洲坝水电站1号机组转子回装现场摄影：任志强

然而，对该机组进行改造，其难度不言而喻。“这次更新改造，用脱胎换骨来形容也不算夸张，因为工期紧、改造范围大、新老接口多，比组装新机组还难。”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“葛洲坝水电站17万千瓦机组更新改造网络图”挂在项目组办公室正面墙上，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，蓝、绿细线，代表其它相关辅助工作推进进度。琢磨这张图，是本次检修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，哪段时间可以压缩，哪段方案可以优化，我们力求精益求精。”这本检修明细账，早被他研究了无数次。

▲项目总负责人耿乾坤紧盯葛洲坝水电站17万千瓦机组更新改造网络图。摄影：任志强

他，挂图作战水发同改，合理安排工期，高效利用桥机、场地、专用工装等公共资源；精微分析转轮室改造，构建工序工艺模型，设计最优施工方案；合理布局流水作业，动态调整人力资源，无缝衔接工序转序，每日纠偏，确保施工工期可控在控。

现场机械专业负责人吴江绘制出了机组拆卸、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，化解了葛洲坝水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，要微笑面对它，用必胜的信心，找出最优解！”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、水轮机都要被拆掉更新，由于新设备尺寸较旧设备有一定变化，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260方，是目前国内外最大体量的转轮室改造项目，且现场施工环境复杂，难度之大，堪称历史首次。

“事实上，原混凝土包钢外侧钢板厚度远超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，再用水刀快速破拆混凝土。”长江电力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，也是国内首次将此技术应用于转轮室破拆，不仅破拆效率高，而且对混凝土的破坏很小。

▲国内首创水刀技术应用于转轮室破拆。摄影：涂书豪

在水刀协助下，长江电力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，是本次改造新旧接口装配的核心难点。不仅改造部件数量最多，而且工艺最复杂，技术要求最高。新旧部件必须严丝合缝地对上，就像同样一根针线需要再次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。”长江电力检修厂机械三分部主任何强锋介绍道。

“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，最大振动摆度不能超过0.01毫米。

如何保证新旧接口的精准度呢？只能靠充足的准备和创新的施工技术。

长江电力检修厂首次引入激光测量和点云技术，成功完成转轮高程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，确定了所有新旧部件安放的三维点，确保了新旧部件接口的精准度。