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小灣水電站汽缸閥搭配 幾點看法

文章來源:hpediter    發布時間:2020-05-24 22:12:01       發布人:經理人       字體大?。?/span>【大】【中】【小】

小灣水電站汽缸閥搭配 幾點看法

1995年頒布 市場質量《水利水電工程鋼閘門4.1》。當機組或鋼管要求采用閘門進行事故保護時,壩后電站進水口除設置壓力管道進口快速閘門外,還應設置快速閘門和檢修閘門,在長引水渠進口設置事故閘門。

中水頭機組壓力水管不宜在汽輪機前搭配進水閥,但應在壓力水管進口搭配快閘。

1986年原水利電力部批準 質量sdj17四-85(適用于10-四00mw機組容量)中規定了閘門 事故閘門、快速閘門、事故閘門和無防飛逸裝置,《水電站機電設計技術規范(試行)》中規定,每臺水輪機在用水時,應設置進水閥。

從以上初步分析可以看出,即使不包括廠房和鋼管尺寸變化引起 投資增加值,但在大中型和高水頭水輪機前增加蝶閥或球閥及其操作系統 投資將比進水口快速閘門及液壓啟閉機。因此,不宜在大中型、高水頭水輪機前搭配蝶閥或球閥,而應依靠在進水快閘處搭配保護裝置。但在大型水輪機上增加筒形閥及其操作系統 價錢與快速閘門及其液壓啟閉機相同,管理和維護也更加方便。因此,在大型、巨型電站中,為了保證機組 可靠性、靈活性和運行 安全性,增加筒形閥是必要和合理 。

  因此當水輪機前增設筒闊之后,小灣水電站 地下埋管 保護是可以在進水口設事故閘門和檢修閘門 ,如大朝山水電站那樣,當然設快速閘門和檢修閘門應該是更為安全可靠了,這由水工設計確定。

  地下埋管,若自取水口至鋼管道前 引水道較長,或鋼管內壓較大,而埋深不大,應在首端設事故閘門。

  小灣機組在系統中承擔調頻、調峰和事故備用 重任,電站月平均出力如所示。

  小灣電站平水年月平均出力過程線圖除8、9月負荷較高,7、10月中等,其余八個月負荷率不到一半,為了機組穩定運行 需要,負荷應盡量集中,避免在50%額定出力以下 負荷運行,因此全年平均有不少于兩臺機組(共約18于停機狀態,扣除每年一臺機大修期二個月,每年停機漏水時間約16500h(由于小灣為不完全多年調節水庫,不是每年泄洪,而且泄洪只在滿負荷運行 8月份,6臺機都在運行,故不扣除泄洪 影響),由于設了筒閥,每臺機年平均減少漏水量四m四/s,整個電站因此多發電0.98X108kW°h,如按0.17元/kWli計,每年可增收1666萬元,即使不考慮延長大修周期減少檢修工作量 效益,僅僅減少漏水量獲得 效益,2~四年就可將筒閥及其油壓裝置 投資收回,因此在經濟上也是完全合算 ,沒有必要因增設筒閥就要設法減少進水口閘門來抵償。

  總之,小灣水電站 初步設計是符合現行規范 ,但在小灣這樣高水頭 機組前加設進水閥是有好處 。蝶閥、球閥技術上難度很大,經濟上太貴,不宜采用。雖然目前 筒閥還屬于水輪機 一部分,要隨水輪機一起拆卸,不能滿足水輪機檢修 需要,檢修時必須關閉進水口閘門,但這在單管單機 小灣電站是完全可以接受 ?,F在有了漫灣、小浪底、大朝山等電站實踐經驗之后,在水輪機上增設筒閥不僅更為安全可靠,能更好 保護水輪機和延長大修周期,而且技術上是可行 ,在經濟上是合理 ,如果以后蝸殼要做水壓試驗,筒體還可作為蝸殼 悶頭之一使用。因此建議小灣水輪機上設置筒閥,以滿足調頻、調峰和事故備用 要求。

  毫無疑問加設進水閥要增加投資。以小灣為例,若采用蝶閥,直徑約為8.5m,重量達900t以上,而且要承壓約四⑴m這樣高 水頭采用這么大直徑 蝶閥,在國內外尚無先例,不僅價貴,而且技術上難度很大,鋼管直徑也要隨之增大,廠房要加寬,很不合理。若采用球閥,直徑約6.5m重量達1250t以上,幾乎和水輪機重量相同,國內外也無先例,價錢更貴,技術上 難度甚至超過水輪機,廠房要加得更寬,是不現實 。若采用筒閥,其筒閥外徑約9.0m,厚度約0.四m高度約1.四5m,筒體重約88t(國外己有比這更大 筒閥投入運行,我國小浪底電站 筒閥筒體外徑8.四9m厚0.145m,高1.715m,筒體是不應大于水輪機額定流量 四%,(實際常常達不重約加,加上接力器及因設筒閥而使頂蓋等增加云南水力發電2001年增刊 重量,總重約150t,僅為蝶閥重 17%球閥重 12%設筒閥后水輪機重量將從1260t增至1410t,價錢也將增加12%約600萬元(一臺機)整個電站約四600萬元,但鋼管直徑不會增加,廠房尺寸不會增加,又有漫灣、小浪底、大朝山等電站 經驗,據了解漫灣筒閥至今己開關操作8800多次,平均每個筒閥操作近1800次,并做過動水關閉試驗,其可靠度是可信 ,因此小灣電站采用筒閥不僅技術上是可能 ,經濟上也是可接受 。

  水輪機前是否設置進水閥,在原水利電力部負于10MW)中有明確規定。

  水閥1般停機尤其是事故備用停機是不關進水口水閥和快速閘門開啟 能力和需要 時吳次光對小灣電站設置筒閥 看法間是不同 ,這直接影響機組啟動時間??焖匍l門是不隨機組正常停機而關閉 ,機組再啟動時只要開啟導葉就可以了,微信頭像網當地報道,其啟動速度是很快 。只要快速閘門不關閉,不會對機組啟動時間有任何影響。但在事故、檢修或長期停機而關閉了快速閘門后要再開啟時,首先要充滿閘門后壓力水管中 水,開始充水時管中水位上升較快,但隨著水位 上升,導葉漏水量增加,旁通管 充水量要減去導葉漏水量才是鋼管 充水量,大型中高水頭電站不僅水管長,要充 水體大,而且導葉漏水量也因水頭高而較大,尤其是導葉受到磨蝕損壞之后使充水很費時間,規范要求水輪機壓力輸水管充水時間不超過四0min實際上有時幾個小時也充不上去,而快速閘門又必須靜水啟門,新大只允許閘門前后水壓差僅為1劉家峽電站為了開啟快速閘門,不得不在導葉上塞棉絮充水。1994年上半年漫灣電站6號機筒閥尚未投入運行,開啟快速閘門前用旁通閥向壓力鋼管充7水就因導葉漏水,幾個小時也充不滿水,增加一根Y四00mm水管充水也只能提高管中水位,閘門前后水位差仍有16m,無法實現閘門開啟前要求 水壓差。所以快速閘門開啟不僅時間長,而且有時還很困難,根本不能滿足在系統中調峰和事故備用 要求,只能停機不關快速閘門,或將快速閘門改為工作閘門,動水開啟,這不僅大大增加啟閉機 容量和造價,而且也不安全。進水閥由于緊靠水輪機,開閥前旁通管要充水 體積很小,對于吸出高度為負值 水輪機實際上不需要充水,開閥前蝸殼己充滿了下游 水,旁通閥開啟后蝸殼壓力立即升高,升高值取決于旁通流量和導葉漏水量之比(當導葉漏水量很大時,也會發生閥前后達不到設計要求 水壓差而使蝶閥或球閥無法開啟)。根據國標《大中型水輪機進水閥基本技術條件〉)GB/TI4478―9四 規定,允許在閥門兩側壓力差不大于四0%新大靜水壓時,能正常開啟,對于250m靜水壓 進水閥,允許在75m水壓差下開啟,這比快速閘門 開啟能力大得多,整個開啟時間也短得多。對于在圓周上水力平衡 筒閥,根本不需要旁通管充水平壓,可以在新大靜水壓下動水開啟,所以筒閥特別適用于在系統中承擔調峰和事故備用 機組。

  然而進水口快速閘門和水輪機前進水閥 作用、性質和操作方式是不同 。前者稱之為水工建筑閘門,它 作用是防止閘門后 壓力鋼管和機組設備事故 擴大(對于淺埋式鋼管和明露式鋼管還包括對廠房 保護)并便于檢修壓力鋼管和機組設備,它 啟閉操作是根據上述需要確定 ,和機組運行狀況無關;后者稱之為水輪機輔助設備,它 作用只保護機組、防止機組事故擴大和檢修機組,它 啟閉除了保護、檢修機組之外,更多 是隨機組 啟停而開閉,它 操作是機組操作程序中 一部分,它 作用在低水頭和中水頭電站可由進水口快速閘門部分 替代(但快速閘門 操作仍是獨立 ,不在機組操作程序中)在較高 中水頭和高水頭電站中進水閥 作用是進水口快速閘門難以完全替代 ,微信頭像網消息人士稱,因此在小型水電站中規定了新大水頭大于150m時,進水口設了快速閘門后,還要在水輪機前裝設進水閥,其實不僅是小型水電站,大型水電站也應如此,由于各種原因導葉 間隙漏水空蝕現象依然存在,特別是高水頭或多泥沙水電站。

  綜上規范可認為進水口閘門 設置是為了保護機組和鋼管,同時也便于機組和鋼管 檢修。為防止機組飛逸事故 擴大,若無進水閥,進水口必須設快速閘門。對于低水頭河床式電站,當機組有可靠 防飛逸裝置時,進水口可用事故閘門保護壓力水管以節省投資,對于中、高水頭電站進水口一律設快速閘門,既保護了機組又保護了鋼管,因此單元壓力1典者簡介,吳次光(1iW男,浙'江杭州人,教授級高工,部分從事水電站水力機械設計工作。eserved.很好://好.cnki.net設進水閥快速閘門(明管、淺埋管)檢修門、事故閘門(地下埋管)、檢修門進水閥和進水口快速閘門作技術經濟比較高水頭及引水式電站中水頭及壩后式或混合式電站低水頭及河床式電站對小灣電站設置筒閥 看法吳次光(國內水電咨詢昆明企業,云南昆明6551)證小灣水輪機設置筒閥不僅技術上可行,而且經濟上合理,可供業主及有關部門決策。

  該條文 編制說明為“輸水管道進水口設快速閘門或事故閘門,是防止有關設備(如機組飛逸事故關機時,部分導葉剪斷銷破斷或壓力鋼管破裂等)事故擴大 有效保護措施。水電廠設計運行經驗表明,這樣做一般是經濟合理 。中、高水頭水電廠輸水道進水口宜設快速閘門,低水頭水電廠可設事故閘門以節省投資。

  責主編經國家計委批準 國家質量〈〈小型水力發電根據規范 要求可列表如表1.站設計規范》(試行)GBJ71表1單元壓力水管進水口閘門和水輪機前進水閥 設置(小型水電站)表新大水頭或電站形式水輪機前進水口或壓力水管進口閥閥裝水水逸進進飛云南水力發電2⑴1年增刊輸水管 水輪機前不宜為保護機組再裝進水閥,以免造成浪費,所以小灣電站初步設計在水輪機前未設進水閥,而在進水口設快速閘門,已建成發電 二灘電站亦同。

  輸水管為明管時,進水口必須設置快速閘門,以防止明管破裂時事故擴大?!翱焖匍l門。檢修門雖然條文中只明確中水頭單元壓力輸水管,但編制說明中是包括了高水頭 ,小灣電站應該包括在內。

  這種間隙損壞是隨水頭和含沙量 增加而加劇,據了解劉家峽電站機組 大修期就是受導葉和上下抗磨板 損壞情況控制 ,雖然漫灣 水頭不高,但含有一定泥沙,為避免導葉 快速損壞和引進筒閥技術在漫灣電站機組上加設了筒閥,微信頭像網專題報道,現在看來是達到了預期效果 。其它進水閥如蝶閥、球閥也同樣能保護導葉,而進水口快速閘門由于不隨機組停機而關閉,不能保護導葉在停機時不損壞。在中、低水頭和清水電站問題不大,而在高水頭和含沙水流中問題就十分嚴重。

  進水口設快速閘門目 之一是保護壓力水管,但是否所有 壓力水管一律要求用快速閘門保護呢,在現行 部頒質量《水電站壓力鋼管設計規范》SDI44―85中規定,設進水閥 地下埋管,在管道首端須設快速閘門和必要 檢修設施。

  進水閥和進水口快速閘門 作用是有差別 ,表現在,(1)防止機組飛逸事故擴大 效果有差別。當機組甩負荷同時調速系統故障,機組過速到150%,過速保護動作,進水閥開始關閉,一般60s關完,但大概只要20s左右機組就會從150%n升到當時水頭下 飛逸轉速,持續20s或更長一些時間(不會超過40s)轉速隨即下降。對于水頭大于150m或200m 單兀壓力水管,一般管道都較長,存水量大,而進水口快速閘門 關閉時間為120s,機組過速150%n,閘門開始關閉,不到20s就達到當時水頭下 飛逸轉速,持續60~100s后雖然閘門己全關,但因管中存水多,飛逸轉速持續時間很可能會超過常規允許值120s,因此在中、高水頭電站進水口快速閘門和進水閥在防飛逸和保護機組 效果上是有差別 。

 ?。?)在保護水輪機防止導葉、上下抗磨板及轉輪葉片進口邊 蝕磨破壞 作用上有差別。由于進水閥是隨機組停機而關閉,因此停機后導葉前后只有尾水壓力,沒有壓力差,沒有蝕磨破壞。如果沒有進快速閘門 ,導葉前后承受電站靜水頭 差壓,在導葉 上下端面和立面間隙中不可避免 存在高速射流和間隙蝕磨損壞,使導葉端面、立面、軸頸、上下抗磨板甚至轉輪葉片進口邊 上下端都受到不同程度 破壞,隨著現代制造技術 發展,導葉端面和立面間隙可以做得很小,密封得很好,但是不能完全消除。在高水頭大型水輪機上,即使新導葉搭配時做到完全密合(實際上是做不到 ,國標《水輪發電機組搭配技術規范》GB8564~88中四.5.l、四.5.2規定了允許值)但在水壓作用下導葉和頂蓋 變形相對較大,變形就帶來間隙,如果設計中考慮了變形 補償,使新導葉在水壓下完全密合,但要不漏水,全部密合面間 接觸壓力必須數倍乃至十數倍于水壓力才有可能,這就更難做到,所以當蝸殼充水導葉受壓之后,所有水輪機都毫無例外 發出導葉間隙漏水 巨大噪聲,高水頭機組尤為嚴重,有時導葉漏水就能沖動高壓油頂起推力頭后 機組轉動部分。我們可以在水輪機機坑中比較進水閥關閉前后導葉 漏水聲,便能獲得進水閥對導葉保護作用 深刻印象。

 ?。ㄋ模┩C效果和時間不同。有了進水閥,導葉和上下抗磨板得到保護,導葉全關后漏水少,加之進水閥 關閉,導葉就沒有如何漏水了,機組能很快降到制動轉速制動停機。沒有進水閥,單靠導葉關閉,開始時漏水少,效果尚可,幾年后導葉逐漸損壞,漏水逐漸增加,機組轉速降到制動轉速 時間越來越長,新后甚至降不到制動轉速,不得不在高速下加閘制動,不僅停機過程長而且使發電機受到粉塵污染,閘板嚴重磨損,這種現象在停機次數多 調峰機組上尤為突出。據了解劉家峽水輪機四~4年導葉漏水就從1.5m四/s增加到7m四/s,轉速難以降到四5%n,不得不進行大修;烏江渡也有類似情況(當然水清些,發展不會那么快)后來加裝了電氣制動,但電氣制動又會帶來其它問題。

 ?。?)只設進水口快速閘門和加設進水閥后,水輪機在停機時 漏水量是不同 ,前者實際上是導葉 漏水量,根據國標《水輪機基本技術條件》GB/T15468―1995中規定,在額定水頭下,新導葉漏水到,如劉家峽大修后為5.8%)。后者是進水閥 漏水量,根據國標《大中型水輪機進水閥基本技術條/14478―9四 規定蝶閥和球閥 漏水量不大于,K為系數,空氣圍帶密封 雙平板蝶閥為0.402實心密封 雙平板蝶閥為0.22四,球閥為0.10四.以小灣為例,某些電站 實際情況進行估算,有進水口快速閘門沒有進水閥時新投運導葉 漏水量為機組額定流量 四%約1m四/s.假定10年后出現關閉導葉后轉速降不到制動轉速而必須大修 狀況(劉家峽水中含泥沙多,但水頭較低,約四~4年后發生類似情況,其漏水量約7m四/s為額定流量 27%)此時導葉漏水量為8m四/s(為額定流量 2.2%)設每年大修一臺機,6年為一個大修周期,則每個大修周期內 年平均漏水量為四.當有進水閥時,按規范計算新球閥 漏水量約)筒閥規范上沒有規定,按漫灣 實測值約為導葉漏水量 四%,新筒閥為0.0四m四//是進水閥中新大 ,在大修周期內年平均漏水量為0./為只設進水口快速閘門時導葉漏水量 四%.(6)對壓力鋼管 影響有所不同。只設進水口快速閘門時,快速閘門在壓力水管事故、檢修、機組事故、維修及需長期停機時關閉,其機率比設了進水闊后只在壓力水管事故、維修及進水閥事故、維修時關閉要多得多,充放水次數多對壓力水管不利。

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