淺談抽水蓄能機組球閥動水關(guān)試驗

安輝

(哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

淺談抽水蓄能機組球閥動水關(guān)試驗

安輝

(哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

球閥動水關(guān)閉試驗是為了評價球閥及相關(guān)設(shè)備抗震性能和安全性,通過不同負(fù)荷下模擬抽水蓄能機組在發(fā)生事故而導(dǎo)致導(dǎo)水機構(gòu)不能關(guān)閉情況下,檢驗球閥在動水中緊急關(guān)閉的能力,且球閥本體不產(chǎn)生損壞或有害變形。

抽水蓄能 球閥 動水關(guān)閉

球閥動水關(guān)閉試驗作為抽水蓄能機組最重要的一項性能試驗,在抽水蓄能項目的招標(biāo)文件中都有明確要求,即從多臺機組中選擇一臺進行該試驗,并對各項壓力以及球閥位移量等都有明確要求。

1 試驗必要條件

球閥動水關(guān)閉試驗的進行必須具備條件:(1)抽水蓄能機組處于正常運行狀態(tài);(2)機械和電氣保護全部正常投入;(3)開機前檢查壓力鋼管排氣閥、壓力鋼管排水針閥、上庫充水閥、球閥閥體排水閥、球閥閥體排氣閥、蝸殼排水閥均處于可靠關(guān)閉狀態(tài),蝸殼頂部蝸殼排氣閥隔離閥處于打開狀態(tài);(4)試驗前將相關(guān)控制油管路進行加固,以避免試驗過程中震動大導(dǎo)致管路破裂;(5)檢查球閥和調(diào)速器系統(tǒng)確認(rèn)其工作正常且球閥檢修密封保持在退出狀態(tài)。(6)上庫事故檢修閘門、下庫事故檢修閘門在遠(yuǎn)方控制方式,閘門在全開位置,上庫事故檢修閘門啟閉機動作正常,尾水事故閘門啟閉機動作正常。

球閥動水關(guān)閉試驗主要監(jiān)測點見表1。

接力器開啟腔和關(guān)閉腔的壓力測量傳感器的布置如圖1,如圖中所示,將拉繩式位移傳感器安裝在球閥一側(cè)的接力器伸縮處上下。

使用非接觸式位移傳感器對閥體地腳相對于基礎(chǔ)板的位移進行監(jiān)測,此處需設(shè)置一個位移傳感器支架,焊接在球閥基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上,使傳感器相對固定。傳感器采用螺母把合固定在支架上,傳感器與閥體把合基礎(chǔ)板間的距離需要設(shè)置在傳感器要求范圍內(nèi)(一般5mm)。

表1 球閥主要測點

圖1 球閥測量傳感器布置

2 試驗步驟

球閥動水關(guān)閉試驗包括空載、50%和100%負(fù)荷三種狀態(tài)下的試驗。

2.1 空載動水關(guān)閉球閥試驗

(1)機組發(fā)電空載熱運行,待機組振動和軸承溫度趨于穩(wěn)定。(2)檢查確認(rèn)試驗人員已做好錄波準(zhǔn)備,各處監(jiān)測人員已就位后,進行機組發(fā)電空載動水全關(guān)閉球閥試驗。(3)各處檢查監(jiān)護人員到位,對機組運行過程及試驗過程進行監(jiān)視,如發(fā)現(xiàn)異常立即上報。(4)檢查主軸密封冷卻水流量是否正常。(5)在球閥控制柜上短接導(dǎo)葉全關(guān)信號,確保可以在導(dǎo)葉不動的條件下關(guān)閉球閥。(6)將調(diào)速器切到現(xiàn)地手動,保證倒也開度不變。(7)現(xiàn)地手動關(guān)閉球閥,檢查機組是否有異常聲響,檢查機組是否正常停機,檢查測錄波數(shù)據(jù)是否完整。(8)對錄波結(jié)果進行分析,檢查試驗數(shù)據(jù)是否在允許范圍內(nèi),隔離機組,進行機組全面安全檢查,如結(jié)果正常,則繼續(xù)進行下步試驗。

2.2 50%負(fù)荷下動水關(guān)閉球閥試驗

(1)向調(diào)度申請進行機組帶負(fù)荷熱運行。機組帶50%負(fù)荷熱運行,待機組振動和軸承溫度趨于穩(wěn)定。(2)檢查確認(rèn)試驗人員已做好錄波準(zhǔn)備,各處監(jiān)測人員已到位后,向調(diào)度申請進行機組50%負(fù)荷動水關(guān)閉球閥試驗。(3)各處檢查監(jiān)護人員到位,對機組進行過程及試驗過程進行監(jiān)視,如發(fā)現(xiàn)異常立即上報。(4)后將調(diào)速器切到現(xiàn)地手動,50%負(fù)荷時保持導(dǎo)葉開度不變。(5)在球閥現(xiàn)地控制盤將球閥控制方式切至現(xiàn)地。(6)現(xiàn)地手動關(guān)閉球閥,檢查機組是否有異常聲響,當(dāng)機組有功功率小于10MW時,手動按下緊急事故跳機按鈕(電氣跳機),檢查導(dǎo)葉是否關(guān)閉,檢查機組是否正常停機,檢查錄波數(shù)據(jù)是否完整。對錄波結(jié)果進行分析,檢查試驗數(shù)據(jù)是否在允許范圍內(nèi)。隔離機組,進行機組全面安全檢查,如結(jié)果正常,則繼續(xù)進行下步試驗。

2.3 100%負(fù)荷下動水關(guān)閉球閥試驗

機組帶100%負(fù)荷熱運行,待機組振動和軸承溫度趨于穩(wěn)定。查確認(rèn)試驗人員已做好錄波準(zhǔn)備,各處監(jiān)測人員已到位后,向調(diào)度申請進行機組100%負(fù)荷動水關(guān)閉球閥試驗,其他步驟同上。

在進行球閥動水關(guān)閉試驗過程中,存在以下幾種危險因素尤其值得注意。

(1)動水關(guān)球閥過程中水錘引起的機組抬機量過高導(dǎo)致事故;(2)反水錘引起輸水系統(tǒng)壓力聚升,輸水管路破裂,導(dǎo)致水淹廠房;(3)機組超速,引起發(fā)電機飛逸。

針對以上因素,一定要求對試驗整個過程全程監(jiān)控,一定壓力過高或轉(zhuǎn)速超值則立即停止試驗,處理妥當(dāng)后方可繼續(xù)試驗。

3 結(jié)語

本文中,作者結(jié)合自身多個抽水蓄能電站調(diào)試實踐,通過對球閥動水關(guān)閉試驗的必要條件和具體試驗步驟的闡述,著重對整個試驗過程中容易出現(xiàn)的問題進行了剖析,力求能夠更好地指導(dǎo)抽水蓄能機組的相關(guān)調(diào)試工作。

[1]梁維燕.《中國電氣工程大典第五卷水力發(fā)電工程》.中國電力出版社,2010.

[2]鄭洪.《水利水電工程水利設(shè)計與研究》.中國水利水電出版社,2010.

國家科技支撐計劃項目:大型抽水蓄能機組控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)研發(fā)(2011BAF03B03)。