中國儲能網(wǎng)訊:抽蓄電站水泵水輪機(jī)的導(dǎo)葉是專門為雙向工作設(shè)計的,導(dǎo)葉葉型一方面要滿足給定的水流條件,一方面要使水作用力和水力矩都不過大。選擇導(dǎo)葉型式需要考慮以下問題:
(1)按強(qiáng)度要求選取最小的葉片厚度;
(2)導(dǎo)時長度應(yīng)盡量小,這樣有助于減輕靜態(tài)和動態(tài)水力矩;
(3)對于給定的葉型,可以在一定范圍內(nèi)改變其旋轉(zhuǎn)軸位置來調(diào)整導(dǎo)葉的開關(guān)趨勢和水力矩大小,但過多地改動不但要影響機(jī)組效率而且會破壞導(dǎo)葉本身的穩(wěn)定性。
可逆式水泵水輪機(jī)采用的導(dǎo)葉需要承受水泵工況水流強(qiáng)烈沖擊,因此實用上趨向于使用數(shù)目較少而強(qiáng)度段高的葉型。大中型水泵水輪機(jī)的導(dǎo)葉數(shù)目一般在16至24范圍,使用20片導(dǎo)葉的機(jī)組相當(dāng)多。水泵水輪機(jī)的導(dǎo)葉雖然長度比水輪機(jī)導(dǎo)葉大,但因過流量比常規(guī)水輪機(jī)小,故導(dǎo)葉開口比相應(yīng)的水輪機(jī)要小,因此導(dǎo)葉中心圓直徑與轉(zhuǎn)輪直徑之比仍和常規(guī)水輪機(jī)差不多,D0值在1.16至1.18范圍內(nèi),個別機(jī)組大的可達(dá)1.2 或更大。增大這個比值的主要原因是為減輕導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間的水流干擾所引起的動靜干涉壓力脈動。
從實際應(yīng)用看,轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)和導(dǎo)葉數(shù)的組合沒有十分嚴(yán)格的規(guī)律,各制造廠根據(jù)其實踐經(jīng)驗采用不同的數(shù)目組合。如我國 GZ抽水蓄能電站一期機(jī)組使用轉(zhuǎn)輪葉片7 片,二期機(jī)組增至9片,導(dǎo)葉均為20片;THP機(jī)組則使用轉(zhuǎn)輪葉片9片,導(dǎo)葉26片。而近幾年也有較多電站采用轉(zhuǎn)輪5長5短葉片加16片導(dǎo)葉組合方式 ,也取得較好效果,如清遠(yuǎn)、陽江、績溪等電站,“轉(zhuǎn)輪+導(dǎo)葉”數(shù) 9+22 組合在梅州運行情況也優(yōu)秀。
活動導(dǎo)葉全開全關(guān)動作試驗
最初幾次開關(guān),還是要控制一下速度,主要由油罐處手動隔離閥控制流量,避免由于安裝問題,造成大的設(shè)備刮蹭磕碰等。在導(dǎo)葉進(jìn)行測量等工作,主要是安全措施,尤其是在測量立面間隙時,一定要保證調(diào)速器油控制系統(tǒng)沒有壓力。
同時注意聽水輪機(jī)室有沒有異常聲音,控制環(huán)和導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動有沒有卡阻?還有就是人身安全了,遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動部件。
導(dǎo)葉間隙包括立面間隙和端面間隙。按規(guī)定,導(dǎo)葉上、下端面間隙總和的偏差值,最大不得大于設(shè)計最大間隙值,最小不得小于設(shè)計最小間隙值的60%。
抽水蓄能機(jī)組導(dǎo)葉軸套
抽水蓄能水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是水力發(fā)電系統(tǒng)中調(diào)節(jié)水流量的主要部件,每個導(dǎo)葉有上、中、下三個軸套和一個止推軸承。導(dǎo)葉上軸套和止推軸承在頂蓋上環(huán)面,不與水接觸。導(dǎo)葉中軸套位于頂蓋下環(huán)面,導(dǎo)葉下軸套位于底環(huán)上環(huán)面。
抽水蓄能水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是水力發(fā)電系統(tǒng)中調(diào)節(jié)水流量的主要部件,每個導(dǎo)葉有上、中、下三個軸套和一個止推軸承。導(dǎo)葉上軸套和止推軸承在頂蓋上環(huán)面,不與水接觸。導(dǎo)葉中軸套位于頂蓋下環(huán)面,導(dǎo)葉下軸套位于底環(huán)上環(huán)面。
導(dǎo)葉軸頸密封在機(jī)組正常運行和停機(jī)時都起密封作用 , 主要是防止蝸殼中的水進(jìn)入頂蓋和水中的泥沙進(jìn)入套筒 , 以免軸頸和軸套發(fā)生磨損。導(dǎo)葉套筒密封一般分為中軸套密封和下套頸密封。由于抽水蓄能機(jī)組啟停頻繁,長期下來會出現(xiàn)密封和軸的磨損,從而導(dǎo)致密封失效,產(chǎn)生泄漏。
(1)導(dǎo)葉中軸套、下軸套的密封漏水
措施:導(dǎo)葉軸套密封材料采用聚氨酯材料,不采用丁腈橡膠,結(jié)構(gòu)型式盡量采用U型結(jié)構(gòu)或組合V型結(jié)構(gòu)。導(dǎo)葉中軸頸及下軸頸主密封采用U型結(jié)構(gòu),材料為優(yōu)質(zhì)耐水解聚氨酯,導(dǎo)葉軸套其他密封采用“O”型氟橡膠圈。
相對常規(guī)密封材料,改自潤滑抗水解聚氨酯具有以下優(yōu)點:抗水解性能優(yōu)異,抗老化性能好;材料中添加自潤滑成分,具有更低的摩擦系數(shù),更強(qiáng)的耐磨性能,對導(dǎo)葉軸頸損傷小;良好的機(jī)械性能,抗撕裂能力強(qiáng);抗壓性能強(qiáng),可以承受較大的擠出間隙;具有更長的使用壽命,最低可達(dá)5年以上。
(2)葉軸套耐磨材料吸水膨脹、溫度變化膨脹、軸套密封卡塞或軸套掉落抱死導(dǎo)葉軸
措施:軸套內(nèi)潤滑耐磨材料采用金屬自潤滑或銅基鑲嵌顆粒材料結(jié)構(gòu)。采用吸水膨脹度極低的材料,應(yīng)提供軸套膨脹系數(shù)。設(shè)計合適的軸套間隙。軸套的大修更換周期應(yīng)該在12年以上。
(3)導(dǎo)葉中軸頸及下軸頸主密封采用U型結(jié)構(gòu),材料為優(yōu)質(zhì)耐水解聚氨酯,導(dǎo)葉軸套其他密封采用“O”型氟橡膠圈
措施:頂蓋結(jié)合面把合螺栓的設(shè)計,應(yīng)避免影響導(dǎo)葉中軸套更換,可以采用超級螺母解決安裝空間問題?;蛘邔?dǎo)葉采用長套筒設(shè)計,導(dǎo)葉軸徑密封及軸套設(shè)置在長套筒內(nèi),把合面設(shè)置在頂蓋上平面,方便檢修導(dǎo)葉軸徑密封及軸套。
(4)導(dǎo)葉下軸套和下軸套密封的更換方式
措施:優(yōu)化設(shè)置底環(huán)下軸套進(jìn)人檢修廊道。提供不拆卸發(fā)電機(jī)的情況下,在水車室內(nèi)采用液壓提升器把頂蓋在懸吊并固定在機(jī)坑內(nèi)上方位置,在水車室吊起頂蓋,更換導(dǎo)葉下軸套及其密封,并讓廠家提供相應(yīng)專用工具。
抽水蓄能機(jī)組運行工況復(fù)雜,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)工作條件苛刻,如果導(dǎo)葉下軸套材料不過關(guān),很可能造成導(dǎo)葉下軸套密封損壞繼而引發(fā)大量漏水,只能重新改造和更換密封。特別是近年來新設(shè)計的抽水蓄能機(jī)組,上拆機(jī)組較多,導(dǎo)葉下軸套密封的損壞,將不得不面對整臺機(jī)組大修的問題,電廠停機(jī)損失巨大。導(dǎo)葉下軸套密封漏水作為水電廠的常見問題,以上經(jīng)驗,可以為投運和新建的水電廠甚至電站設(shè)備,提供參考思路和方法。