水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水量診斷新方法

尹德亮 白永皓 鞏穎攀

國網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司 北京 100068

根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水量的測定，能夠有效幫助找到導(dǎo)葉漏水的原因，進(jìn)行及時的故障處理，提升發(fā)電機(jī)的工作效率。在水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水量的測量中，需要把握關(guān)鍵部位的檢查，強(qiáng)化新技術(shù)應(yīng)用，能夠有效提升導(dǎo)葉漏水量測量效率，幫助解決相應(yīng)的故障問題。

1 水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水對于發(fā)電機(jī)的影響

1.1 影響發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益

在使用水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行水力發(fā)電的過程中，導(dǎo)葉漏水現(xiàn)象會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的水能利用率下降，發(fā)電量就會降低，對于發(fā)電生產(chǎn)工作效率的提升大大不利，還會造成水資源的浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，一些水利發(fā)電廠在運(yùn)行過程中，需要接受一定的電網(wǎng)限制，進(jìn)行帶負(fù)荷工作，這樣機(jī)組實(shí)際的運(yùn)行時間降低了，停機(jī)時間增加的話，會導(dǎo)致漏水量增加，降低水能利用，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 停機(jī)時間延長，導(dǎo)致燒瓦現(xiàn)象發(fā)生

如果發(fā)電機(jī)組存在導(dǎo)葉漏水的情況，就很難保證在規(guī)定的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)停機(jī)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不能有效降低，延長停機(jī)時間，這樣就會導(dǎo)致導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動減速，造成局部受熱增加，嚴(yán)重時還會燒壞推力瓦，影響發(fā)電機(jī)性能穩(wěn)定，帶來安全隱患。

1.3 導(dǎo)致間隙氣蝕

在導(dǎo)葉漏水的情況下，導(dǎo)葉的端面以及立面間隙也會不斷增大，漏水量不斷增加，因?yàn)殚g隙問題存在，就會發(fā)生間隙射流現(xiàn)象，造成水壓的突然變化產(chǎn)生間隙氣蝕現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對于導(dǎo)葉會產(chǎn)生一定的影響，致使導(dǎo)葉受損嚴(yán)重，氣蝕現(xiàn)象會進(jìn)一步加劇漏水問題。

1.4 漏水情況嚴(yán)重，導(dǎo)致噪聲增加

如果發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉的漏水量過大，就會導(dǎo)致射流的聲音越來越大，這種射流的聲響在一定程度上增加發(fā)電機(jī)運(yùn)行的噪音，噪音還會造成設(shè)備產(chǎn)生振動，影響設(shè)備的正常使用。

2 導(dǎo)葉漏水原因分析

2.1 導(dǎo)葉關(guān)閉后存在的間隙漏水

在發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉的情況下，會出現(xiàn)三種間隙漏水現(xiàn)象，第一種是導(dǎo)葉上下端面和頂蓋底環(huán)之間出現(xiàn)端面間隙問題，按照相關(guān)的設(shè)計圖紙，這種間隙距離一般要控制在0.6毫米-1毫米之間，但是一些發(fā)電機(jī)組的這一間隙距離超出了這個規(guī)范，間隙距離較大，從而加劇了漏水問題；第二種是對導(dǎo)葉實(shí)施捆綁后的立面間隙問題，這一立面間隙需要在導(dǎo)葉關(guān)閉的情況下保證嚴(yán)密性，允許導(dǎo)葉體在四分之一高度位置有小于0.05毫米的間隙，而在實(shí)際情況中，一些導(dǎo)葉的密封條存在部分破損的情況，導(dǎo)致間隙分布不均勻，也會增加漏水量；第三種是導(dǎo)葉各軸頸處存在間隙問題，這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計和安裝的過程中，導(dǎo)葉各軸頸處存在一些間隙，這是很難避免的，不能完全避免，只能通過有效的技術(shù)操作，將這個間隙控制在合理范圍內(nèi)。

2.2 導(dǎo)葉與頂蓋在單側(cè)水壓作用下出現(xiàn)間隙漏水

因?yàn)閷?dǎo)葉在設(shè)計和使用材料上的問題，在蝸殼內(nèi)充滿水的情況下，其壓力增大，使得導(dǎo)葉和頂蓋承受一定的水壓，要是設(shè)計和使用的材料無法對抗這種壓力，就會導(dǎo)致一些輕微的變形情況，簡潔導(dǎo)致立面間隙的擴(kuò)大，頂蓋稍稍上抬，下端面間隙增大，也會造成導(dǎo)葉漏水量增加。

2.3 振動造成立面間隙增大

水輪發(fā)電機(jī)組在停止運(yùn)作后，因?yàn)檎{(diào)速器的零點(diǎn)漂移變化，接力器的壓緊行程也會逐漸發(fā)生改變，壓緊行程前調(diào)速器的數(shù)值變化越大，導(dǎo)致的漂移幅度就越大，會導(dǎo)致導(dǎo)葉承受的水壓增大，增加立面間隙，造成漏水情況加重。

3 水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水量的診斷新方法應(yīng)用

在水輪發(fā)電機(jī)的導(dǎo)葉漏水中采用的一般測量方法是使用進(jìn)水口閘門前后水位變化進(jìn)行漏水量測量，也可以使用通氣孔法進(jìn)行測量，在實(shí)際的測量過程中，可以同時使用兩種測量方法進(jìn)行測量，提升測量的準(zhǔn)確性。

通氣孔測量導(dǎo)葉漏水量需要把握兩個重要因素，第一個是借助通氣孔設(shè)置水位下降的測量段，第二個是對測量過程中的進(jìn)口閘門關(guān)閉時間進(jìn)行把握，在進(jìn)口閘門關(guān)閉的時刻，閘門上下游壓力一致，這時經(jīng)過閘門的漏水量是0。借助測試曲線，來計算，能夠計算出閘門關(guān)閉時水位的下降速度，得出具體的水體變化速率。因?yàn)殚l門漏水量接近0值，因此水體變化速率就是導(dǎo)葉的漏水量。下圖1所示就是使用通氣孔測量導(dǎo)葉漏水量的系統(tǒng)原理圖示：

圖1 通氣孔測量導(dǎo)葉漏水量的系統(tǒng)原理

而閘門進(jìn)水口前后水位變化的計算來測量導(dǎo)葉漏水量也具有很好的測量效果。在進(jìn)水口閘門關(guān)閉的情況下，對于機(jī)組壓力鋼管充水狀態(tài)下的進(jìn)水量和閘門關(guān)閉時的漏水量以及充水閥的充水量總和進(jìn)行計算，閘門在關(guān)閉嚴(yán)密的情況下，漏水流量相對較小，在機(jī)組檢修期進(jìn)入到壓力鋼管后，經(jīng)過觀察測量就能有效的獲得導(dǎo)葉漏水量數(shù)據(jù)。這種測量漏水的方法比較簡單，操作簡便，比較好用。

4 結(jié)語

針對水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉漏水問題，是目前很多水力發(fā)電站故障管理中的主要內(nèi)容之一，導(dǎo)葉漏水對于發(fā)電會產(chǎn)生不利的影響，做好相應(yīng)的防護(hù)措施和測量工作很有必要。必須要明確導(dǎo)葉漏水的原因，對于不同部位的漏水問題進(jìn)行分析，并根據(jù)漏水量的測量，來判斷出現(xiàn)漏水的原因，方便采取有效的解決方案進(jìn)行漏水問題的及時預(yù)防和維修，做好調(diào)整工作，提升水輪發(fā)電機(jī)的工作效率。