巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修排水方式分析

唐承輝

（廣西龍江電力開發(fā)有限責(zé)任公司 廣西河池 547000）

巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修排水方式分析

唐承輝

（廣西龍江電力開發(fā)有限責(zé)任公司 廣西河池 547000）

本文在研究過(guò)程中主要結(jié)合我國(guó)廣西地區(qū)某水電廠的水輪發(fā)電機(jī)引水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，針對(duì)巨型的混流式水輪發(fā)電機(jī)組壓力鋼管的實(shí)際排水方式進(jìn)行研究，并結(jié)合我國(guó)巨型混流式的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的檢修排水方式展開實(shí)際探討，希望從安全運(yùn)行角度為巨型混流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際檢修排水提供一種科學(xué)的參考和借鑒模式。

巨型；混流式；水輪發(fā)電機(jī)組；檢修排水方式

前言

通常情況下，在對(duì)混流式水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)行檢修過(guò)程中，如果水輪機(jī)的相關(guān)調(diào)速器或者主要的運(yùn)行部件處于正常工作運(yùn)行狀態(tài)，則需要使其結(jié)構(gòu)中的上游擋水閘門下落，并將壓力鋼管中的積水有效排除，從而確保蝸殼與下游保持在同一壓力參數(shù)值條件下。一般而言，巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組的壓力鋼管較長(zhǎng)，因此不僅內(nèi)部實(shí)際直徑較大，而且壓力鋼管中存有大量的積水，對(duì)此采取科學(xué)的措施保證水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組壓力鋼管中的積水有效排除，成為相關(guān)技術(shù)人員高度重視的問(wèn)題，同樣也成為本文需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。

1 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)分析

本研究案例為我國(guó)廣西地區(qū)某一大型的水電站，其中在這一水電站中安裝了8臺(tái)800WM的巨型混流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，在該發(fā)電站的左岸壩后電站分布著1～4號(hào)水電站水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，主要的引水方式為一機(jī)一壓力鋼管的技術(shù)方式，而在該水電站的右岸區(qū)域主要分布著5號(hào)至8號(hào)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組，因此其主要采用的引水方式為一機(jī)一引水的隧洞引水技術(shù)，如表1數(shù)據(jù)表是該地區(qū)水電站巨型混流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的相關(guān)運(yùn)行技術(shù)參數(shù)[1]。

表1 廣西某水電站壓力鋼管（引水隧洞）參數(shù)表

2 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組檢修排水方式分析

2.1 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)通過(guò)技術(shù)供水系統(tǒng)排水

當(dāng)該水電站水輪機(jī)組的供水系統(tǒng)通過(guò)蝸殼取水的方式進(jìn)行供水時(shí)，安全可以采用技術(shù)供水系統(tǒng)將引水隧洞壓力鋼管中的積水進(jìn)行有效排除，這一種排水方式主要是通過(guò)將水輪機(jī)組停運(yùn)，然后再將水電站上游地區(qū)的擋水閘門下落，隨之再將技術(shù)供水系統(tǒng)中的相關(guān)閘門打開，從而使引水涵洞壓力鋼管中的積水有效排放，讓水流通過(guò)蝸殼以及相關(guān)的技術(shù)供水系統(tǒng)管道直接排放至下游尾水中。這一排水技術(shù)方式主要是利用水電站中水位的實(shí)際高度差，然后使壓力鋼管中的相關(guān)積水通過(guò)自流方式途徑蝸殼以及技術(shù)供水系統(tǒng)中的減壓閥、濾水器以及電動(dòng)閥等相關(guān)的供排水部件，從而將管道中的水排放到下游中。

這一排水方式的主要特點(diǎn)是操作相對(duì)簡(jiǎn)單，而且技術(shù)實(shí)施過(guò)程中不會(huì)造成很大的風(fēng)險(xiǎn)，但是其也具有一定的缺點(diǎn)，比如排水周期過(guò)長(zhǎng)，因此蝸殼中會(huì)留有部分積水。

2.2 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)在停機(jī)過(guò)程排水

這一種排水方式主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的并網(wǎng)狀態(tài)與空轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而采用人工作業(yè)的方式將水輪機(jī)組中的高壓油減載系統(tǒng)啟動(dòng)，然后通過(guò)人工下達(dá)相關(guān)的技術(shù)指令，使水電站水輪機(jī)組中的上游快速門迅速落下，從而在系統(tǒng)停機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，將引水涵洞壓力鋼管中的積水通過(guò)導(dǎo)葉科學(xué)排放至水電站的下游中。在人工下達(dá)指令之前，需要事先將系統(tǒng)中的事故控制流程開關(guān)屏蔽，從而避免其快速門下落過(guò)程中將導(dǎo)葉過(guò)早關(guān)閉，從而無(wú)法有效將壓力鋼管中的積水排除。所以在實(shí)際的操作過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該通過(guò)一定的技術(shù)方式對(duì)其操作流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

這一種排水方式主要的特點(diǎn)是在排水過(guò)程中需要進(jìn)行人工操作，因此在一定程度上而言，增加了技術(shù)操作人員的管理風(fēng)險(xiǎn)。此外，在實(shí)施的過(guò)程中需要緊急摁下停機(jī)摁扭，這一技術(shù)如果掌握不到位將會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員操作風(fēng)險(xiǎn)不斷增大。

2.3 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)采用自動(dòng)開機(jī)方式排水

當(dāng)水輪機(jī)組進(jìn)行正常運(yùn)行停機(jī)之后，需要人為操作將水輪機(jī)組的上游快速門落下，并做好相關(guān)的技術(shù)防范措施。因此，在這一過(guò)程中需要與相關(guān)的系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行聯(lián)系溝通，從而盡快將快速門關(guān)閉的相關(guān)運(yùn)行條件進(jìn)行解除，然后再經(jīng)過(guò)技術(shù)人員人為下達(dá)指令，將水輪機(jī)調(diào)至開機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得知，在此環(huán)節(jié)水輪機(jī)的停機(jī)流程十分繁瑣，而且會(huì)快速啟動(dòng)，因此應(yīng)該事先將水輪機(jī)組中的高壓油泵以及液壓系統(tǒng)和組水導(dǎo)泵等相關(guān)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行快速啟動(dòng)。在此過(guò)程中，如果系統(tǒng)設(shè)備的檢修門迅速下落，則需要對(duì)水輪機(jī)組的實(shí)際蝸殼壓力以及轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，當(dāng)水輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速下降到一半時(shí)，通過(guò)人工操作將緊急運(yùn)行流程啟動(dòng)，從而使水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速自由下降。這種排水方式主要通過(guò)水輪機(jī)組的導(dǎo)葉開關(guān)操作，從而將積水管中的積水有效排除。因此，對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)要求較高，而且存在很大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2.4 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)采用手動(dòng)開導(dǎo)葉排水

這種排水方式主要是在水輪機(jī)組停機(jī)過(guò)程中，將上游門落下，通過(guò)在供水現(xiàn)場(chǎng)采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行手動(dòng)操作水輪機(jī)的導(dǎo)葉，從而將其開至一定的角度，并將壓力鋼管中的所有積水進(jìn)行有效排除。這一排水方式主要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行過(guò)程操作相對(duì)簡(jiǎn)單，而且人工操作風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。

2.5 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)采用導(dǎo)葉較大開度排水

當(dāng)水輪機(jī)的導(dǎo)葉開度較大時(shí)，由于引水隧洞壓力鋼管中的積水較多，因此會(huì)使水輪機(jī)發(fā)生自轉(zhuǎn)的情況，所以在實(shí)際操作過(guò)程中，首先需要將高壓油泵以及水導(dǎo)泵手動(dòng)啟動(dòng)，然后結(jié)合調(diào)速器中壓油罐的壓力以及油面情況，判斷是否應(yīng)該將系統(tǒng)中的液壓系統(tǒng)啟動(dòng)，再將系統(tǒng)調(diào)速器的控制方式調(diào)整到手動(dòng)模式。當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)之后，需要對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行密切關(guān)注，在實(shí)際的操作過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)導(dǎo)葉進(jìn)行控制，并對(duì)整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免水輪機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間處于一種低速運(yùn)行狀態(tài)。

這一種排水方式的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，而且實(shí)際的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較小，但是由于不同的運(yùn)行機(jī)組之間存在一定差異，因此需要通過(guò)對(duì)不同的運(yùn)行機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，從而使其相關(guān)參數(shù)的具體運(yùn)行特性不斷滿足實(shí)際的運(yùn)行需求。

2.6 巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)采用導(dǎo)葉小開度排水

這一種排水方式主要是通過(guò)避免水輪機(jī)組在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中小開度開啟導(dǎo)葉排水的情況出現(xiàn)，因此需要對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉的實(shí)際開啟速度進(jìn)行科學(xué)控制，既避免水輪機(jī)導(dǎo)葉過(guò)小不利于排水的情況發(fā)生，又要防止其過(guò)大從而影響水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況發(fā)生，所以在對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉進(jìn)行控制、操作之前，需要通過(guò)人工作業(yè)將制動(dòng)風(fēng)閘投入系統(tǒng)中，然后再將系統(tǒng)的調(diào)速器控制方式切換至手動(dòng)模式，并將水輪機(jī)的導(dǎo)葉開啟到大約3%的自由行程。因此，這一種積水排除方式需要在操作過(guò)程中不斷對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉的實(shí)際開度大小進(jìn)行科學(xué)控制，從而避免導(dǎo)葉的開度過(guò)大從而產(chǎn)生磨風(fēng)閘。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)引水隧洞壓力鋼管的排水操作是一項(xiàng)十分復(fù)雜而系統(tǒng)的任務(wù)，不僅操作過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)較大，而且其對(duì)技術(shù)人員的相關(guān)技術(shù)操作流程十分嚴(yán)格。本文正是在這樣的背景下，重點(diǎn)針對(duì)我國(guó)廣西地區(qū)某一大型水電站的巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)組檢修排水方式相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析，從而通過(guò)對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)排水、停機(jī)過(guò)程排水、自動(dòng)開機(jī)方式排水、手動(dòng)開導(dǎo)葉排水、導(dǎo)葉較大開度排水以及導(dǎo)葉小開度排水這幾種主要的排水方式合理闡述，希望在今后的水電站巨型混流式水輪發(fā)電機(jī)排水過(guò)程中起到一定的參考與借鑒作用。

[1]文習(xí)波，龐爭(zhēng)爭(zhēng).水輪發(fā)電機(jī)壓力鋼管排水方式比較[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014，04：182～184.

[2]袁達(dá)夫，邵建雄，劉景旺.三峽工程巨型水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)進(jìn)步[J].人民長(zhǎng)江，2015，19：18～25.

TV738

A

1004-7344（2016）15-0074-02

2016-5-3

唐承輝（1984-），男，漢族，廣西興安人，助理工程師，本科，主要從事水利機(jī)械工作。