水轮发电机压力钢管排水方式比较.pdf

经验交流
电エ程技本2014年第43卷第04期
DOI:10.3969/j.iss.1009-9492.2014.04.048
水轮发电机压力钢管排水方式比较
文习波,庞争争
(雅磬江流城水电开发有限公司,四川成都610051)
摘要:结合大中型水电站引水隧洞的不同特点,对混流式水轮发电机组压力钢管的排水方式进行了研究,并从运行操作的安全
性、可行性和实用性等角度给出了合理的选择建议。
关键词:水轮发电机组;压力钢管;引水隧洞;排水
中图分类号:TK73
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2014)04-0182-03
Comparison of Different Drainage Patterns of Turbine Generator Units
WEN Xi-bo, PANG Zheng-zheng
Yalong River Hydropower Development Company, Chengdu 610051, China
Abstract: Based on diversion tunnel s different characteristics from large and medium-sized hydropower station, this paper studied the
penstock 's drainage pattern of francis turbine generator units, and make some reasonable suggestions considering the feasibilit
practicality, and security of operation,
Key words: turbine generator units; penstock; diversion tunnel; drainage paltern
0概述
站采用一机一压力钢管引水方式,并用蜗壳取水
在国内大中型水轮发电机组的年度计划检修供水冷却方式;二滩水电站采用一机一压力钢管引
项目中,一般包含压力钢管(引水隧洞)、水轮发水方式,并用技术供水泵尾水取水冷却方式。有些
电机组机械部位以及调速器液压系统等的检修エ巨型水电站同时兼具多种引水系统,如四川向家坝
作,其安全措施不仅需要关闭进水口工作闻门
水电站,#1~#4机组采用一机一压力钢管引水方
落下尾水管检修闻门,还需排空压力钢管及尾水式,#5一#8机组采用一机一引水隧洞方式。
管道内的全部积水。巨型混流式水轮发电机组的压2压力钢管排水方式
力钢管由于长度长、内径大、水头高,对蜗壳放空2.1通过导叶漏水排水
阀、压力钢管放空阀等均存在较大的压力,一般超
大型水电站压力钢管管道长、水头高,引水
过1.0MPa。如何安全地排出压力钢管的内部积隧洞呈现“2”字形状。水轮机活动导叶在高水头
水,以及采用何种排水策略既能快速达到目的,又的压力下,其立面间隙会增大,因此利用导叶漏
降低运行操作风险,需要进行不断的研究。
水来排水是一种常见的方法。特别是新投产的水
1引水系统介绍
电站,由于水工专业对引水隧洞混凝土结构的特
四川境内雅砻江中下游三座巨型水电站:锦殊需求,为防止钢管与洞体出现大的脱空等缺
屏水电站、官地水电站、二滩水电站,虽然同为陷,一般需要在引水隧洞的上平段、中段及下平
混流式水轮发电机组,但引水隧洞系统不尽相段分别进行保压,每次保压约6小时。在这种要
同。锦屏Ⅱ级水电站采用一条引水隧洞带两机运求下,需要运行人员对压力钢管水位和排水速率
行,采用上游调压井及独立闸门隔开;官地水电进行精确的控制。
收稿日期:2013-12-30
,182
よ司波等:水松岚电於力朝管諃水方式比
经验交流
以官地水电站为例,通过调节进水口工作闻
机组供水对象
广了]充水阀的开度,即可控制特殊情况下的排水速
率。原因是导叶的漏水量会随着水头的降低而逐
渐减小,但变化量不大,可以将其看作一个定量
不变,即Qow为恒定值。
娲壳
排至尾水管
(1)保压保水时段:
の#1减压
101DDF
蜗壳取水
(2)匀速排水时段:
1滤水器
#2减压
Q。m-Q)?7=K?(H-Hp)·R2
#2滤水器
102DF机组供水联络总管
其中:Qn为充水流量,Qo为导叶漏水流
量,T为时间,r为蜗壳尾部初压力折算水
图1采用技术供水管路排水
头,Hn2为蜗壳尾部末压力折算水头,R为压力
钢管内径,K为综合系数。从中可以看出:(1)在间长,蜗売内还会剩余较多的余水,延迟蜗壳排
保压阶段,只要控制充水流量与导叶漏水流量相等水(开启蜗壳和尾水盘型阀经检修集水井排水)
即可;(2)在匀速排水阶段,由于单位时间内水头的时间。
变化是由人为确定的(每小时下降4米),因此只2.3停机方式排水
需控制进水口闻门的充水阀开度就可以控制压力钢
停机排水是指机组自系统解列后即保持在空
管水位的下降。根据该机多次排水操作后的相关数转状态,先手动启动机组高压油减载系统,再发
据,绘制一张充水阀开度与钢管内水位变化曲令快速落下机组进水口工作门,在机组停机过
线,便可成为该台机组的压力钢管排水特性图。
程中将压力钢管内积水经过导叶排至下游。在发
此排水方式利用活动导叶间漏水与进水口快速闸门快关命令前,应先屏蔽相应事故控制流
闻门的充水阀来控制水位,需要运行人员精确程,防止由于快速闸门下降到事故位后启动快速停
地调整充水阀开度,有时甚至每次需要上下调机流程而过早关闭导叶。在发令快速落进水口工作
整1mm,一个小时调整一次,操作频繁,而且闻闻门后密切监视机组导叶开度和转速,在适当时机
门开度不易控制。另外,此排水方式耗时长,即(如转速接近50%额定转速时)人为按下紧急停机
使不含分段保压时间,也超过24小时。在排水过按钮或CCS上启动自动停机流程,关闭导叶,并根
程中,操作人员需要时刻监视蜗壳压力,准确判据情况在适当时机手动帮助投入机组制动风
断,及时调整,因此对运行操作人员要求高,具
此排水方式利用机组停机过程同时快速落下
有一定风险性。
机组快速门,排除压力钢管内部积水,速度很
2.2通过技术供水系统排水
快,但是在动水落门过程中容易在快速门泵房等
当水轮发电机组技术供水系统采用蜗壳取水处产生负压,危及设备安全。此外,按紧急停机
方式时,可以通过技术供水系统排出压力钢管内按钮的时机难掌握,对操作人员的要求高,操作
积水。此方式是在机组停机并落下进水口工作闻风险大
门后,打开技术供水系统的相关阀门,压力钢管2.4自动开机方式排水
内积水经过蜗壳、通过技术供水系统管道排至下
机组正常停机后,人为操作落下机组上游快
游尾水。其典型的水流示意图见图1
速闸门并做好防动措施,联系监控专业检修人员
向家坝水电站压力钢管常规排水就是采用此解除自动开机条件中的快速间『]全关闭锁开机条
方式,该电站单台机组技术供水系统的设计额定件,CS上发令开机至空转令,监视机组技术供
流量为2308mh,压力钢管从开始排水到积水排水系统、高压油泵、推力外循环油泵等设备,必
完,需要的时间约为至7.0h(1FB~4FB)、10.8h要时手动启动。
(5FB)、1