寶珠寺電站導(dǎo)葉漏水問題處理

林海

【摘要】寶珠寺電廠因?qū)~漏水量大的問題，造成電站出現(xiàn)諸多安全隱患。通過一次極具針對性的改造，成功解決了電站導(dǎo)葉漏水量過大的問題。

【關(guān)鍵詞】寶珠寺；水輪機；導(dǎo)葉；漏水量；底環(huán)；改造

一、電站概況

寶珠寺水電站位于中國四川省廣元市、嘉陵江支流白龍江下游，距昭化18km?；炷林亓?，最大壩高132m。校核水位時水庫總庫容25.5億m3，水電站裝機容量70萬kW，保證出力16萬kW，多年平均發(fā)電量22.78億kW·h。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉效益，灌溉面積可達15.5萬km2。1984年復(fù)工，1996年第一臺機組發(fā)電，1998年竣工。寶珠寺水輪機基本參數(shù)見表1：

二、寶珠寺問題及分析

1.問題描述

寶珠寺電站共4臺裝機，截至2017年初，投運時間最長的機組已投入運行19年，期間機組停機后4臺機的導(dǎo)葉漏水量出現(xiàn)不同程度的增加。導(dǎo)葉漏水量過大，對導(dǎo)葉造成了汽蝕，機組停機時間加長甚有機組停機后發(fā)生蠕動現(xiàn)象，對機組的剎車裝置、推力瓦等部件造成了嚴重威脅，給機組帶來諸多安全隱患，對機組穩(wěn)定運行帶來危害。

2.原因分析

活動導(dǎo)葉是水輪機導(dǎo)葉水構(gòu)中的重要組成部分，在水輪機運行過程中擔負著調(diào)節(jié)進入轉(zhuǎn)輪的水流量和改變進入轉(zhuǎn)輪水流角度的重任?；顒訉?dǎo)葉屬于運動件，頂蓋、底環(huán)屬于固定件，所以活動導(dǎo)葉與頂蓋、底環(huán)之間不可避免地存在間隙，這些間隙則成為活動導(dǎo)葉全關(guān)時的漏水點。

在設(shè)計時，一般會針對導(dǎo)葉漏水問題，設(shè)置適當?shù)膶?dǎo)葉端面密封。過去的機組大多采用的橡膠密封，這種密封最大的缺點就是密封條容易被水流沖刷脫落，故有的電站選擇了放棄設(shè)置導(dǎo)葉端面密封，寶珠寺電站即為其中之一。不設(shè)置導(dǎo)葉端面密封，減小漏水量就只能依靠嚴格控制導(dǎo)葉端面間隙和立面間隙值。然而，由于加工制造誤差、安裝誤差，以及長期運行過程中產(chǎn)生的汽蝕、磨損、變形等，使這些間隙不斷變大，而原本的結(jié)構(gòu)無法對這些間隙進行補償，進而導(dǎo)致了漏水量也逐年加大。

三.問題處理方案制定

根據(jù)以上分析可以確定，要解決寶珠寺導(dǎo)葉漏水量逐年增大的問題，需要在相當?shù)倪^流面上增加帶自補償功能的端面密封結(jié)構(gòu)。結(jié)合寶珠寺電廠需求和實際情況，由于檢修周期較短，無法對現(xiàn)有部件進行較大改動，且不具備條件對與導(dǎo)葉相關(guān)的所有過流部件進行改造，故將改造范圍最大程度限制在了僅僅對底環(huán)進行改造。參考近年來新機組成熟的端面密封結(jié)構(gòu)形式，初步確定了在底環(huán)上增加彈性自補償形式的圖1密封結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)形式如圖1。

四、實施過程

1.原底環(huán)改造

由于原底環(huán)不具備安裝新密封結(jié)構(gòu)的條件，故在電站將底環(huán)運回廠后，需要在底環(huán)過流面上沿導(dǎo)葉分布圓周加工安裝端面密封結(jié)構(gòu)的環(huán)槽及螺孔等，如圖2。

2.抗磨板補強

由于加工環(huán)槽時將原為整體的不銹鋼抗磨板切成了兩段，為了不影響抗磨板與頂蓋連接的剛強度，對抗磨板與頂蓋之間的連接進行了補強。

3.密封裝配

在上述工作進行過程中，同時生產(chǎn)相關(guān)的密封環(huán)，密封壓板，內(nèi)六角螺釘?shù)榷嗣婷芊饨Y(jié)構(gòu)零件，生產(chǎn)完成后，即可按圖1進行裝配。

4.其它工作

其它需修復(fù)的部位如原過流面的汽蝕、磨損；過流面水平度調(diào)整；原止漏環(huán)圓度調(diào)整等。修復(fù)完成后即可發(fā)回電廠安裝使用。

五、改造效果驗證

為了驗證改造效果，寶珠寺電站采用容積測量法分別于改造前和改造后進行了兩次導(dǎo)葉漏水量試驗，導(dǎo)葉漏水量從0.75m3/s減小到0.4m3/s，效果顯著。

六、結(jié)語

在寶珠寺底環(huán)改造過程中，通過重新設(shè)計具備彈性自補償功能的端面密封結(jié)構(gòu)，成功解決了導(dǎo)葉漏水量過大的問題。整個改造過程周期短，效果好，后續(xù)幾臺機的底環(huán)改造可參照本次改造進行，如條件成熟，頂蓋也可一并改造，導(dǎo)葉漏水量會進一步減小，將會取得更加讓人滿意的效果。同時，也希望本文對其它存在類似問題的電站的改造，提供一種思路和借鑒。