巨型混流式水輪發電機組檢修排水方式分析

唐承輝

（廣西龍江電力開發有限責任公司 廣西河池 547000）

巨型混流式水輪發電機組檢修排水方式分析

唐承輝

（廣西龍江電力開發有限責任公司 廣西河池 547000）

本文在研究過程中主要結合我國廣西地區某水電廠的水輪發電機引水系統的主要特點，針對巨型的混流式水輪發電機組壓力鋼管的實際排水方式進行研究，并結合我國巨型混流式的水輪機發電機組的檢修排水方式展開實際探討，希望從安全運行角度為巨型混流式水輪機發電機組的實際檢修排水提供一種科學的參考和借鑒模式。

巨型；混流式；水輪發電機組；檢修排水方式

前言

通常情況下，在對混流式水輪機的發電機機組進行檢修過程中，如果水輪機的相關調速器或者主要的運行部件處于正常工作運行狀態，則需要使其結構中的上游擋水閘門下落，并將壓力鋼管中的積水有效排除，從而確保蝸殼與下游保持在同一壓力參數值條件下。一般而言，巨型混流式水輪發電機組的壓力鋼管較長，因此不僅內部實際直徑較大，而且壓力鋼管中存有大量的積水，對此采取科學的措施保證水輪機發電機組壓力鋼管中的積水有效排除，成為相關技術人員高度重視的問題，同樣也成為本文需要重點研究的問題。

1 巨型混流式水輪發電機組系統分析

本研究案例為我國廣西地區某一大型的水電站，其中在這一水電站中安裝了8臺800WM的巨型混流式水輪機發電機組，在該發電站的左岸壩后電站分布著1～4號水電站水輪機發電機組，主要的引水方式為一機一壓力鋼管的技術方式，而在該水電站的右岸區域主要分布著5號至8號水輪機發電機機組，因此其主要采用的引水方式為一機一引水的隧洞引水技術，如表1數據表是該地區水電站巨型混流式水輪機發電機組的相關運行技術參數[1]。

表1 廣西某水電站壓力鋼管（引水隧洞）參數表

2 巨型混流式水輪發電機機組檢修排水方式分析

2.1 巨型混流式水輪發電機組檢修時通過技術供水系統排水

當該水電站水輪機組的供水系統通過蝸殼取水的方式進行供水時，安全可以采用技術供水系統將引水隧洞壓力鋼管中的積水進行有效排除，這一種排水方式主要是通過將水輪機組停運，然后再將水電站上游地區的擋水閘門下落，隨之再將技術供水系統中的相關閘門打開，從而使引水涵洞壓力鋼管中的積水有效排放，讓水流通過蝸殼以及相關的技術供水系統管道直接排放至下游尾水中。這一排水技術方式主要是利用水電站中水位的實際高度差，然后使壓力鋼管中的相關積水通過自流方式途徑蝸殼以及技術供水系統中的減壓閥、濾水器以及電動閥等相關的供排水部件，從而將管道中的水排放到下游中。

這一排水方式的主要特點是操作相對簡單，而且技術實施過程中不會造成很大的風險，但是其也具有一定的缺點，比如排水周期過長，因此蝸殼中會留有部分積水。

2.2 巨型混流式水輪發電機組檢修時在停機過程排水

這一種排水方式主要是通過對系統的并網狀態與空轉狀態進行調整，從而采用人工作業的方式將水輪機組中的高壓油減載系統啟動，然后通過人工下達相關的技術指令，使水電站水輪機組中的上游快速門迅速落下，從而在系統停機運行過程中，將引水涵洞壓力鋼管中的積水通過導葉科學排放至水電站的下游中。在人工下達指令之前，需要事先將系統中的事故控制流程開關屏蔽，從而避免其快速門下落過程中將導葉過早關閉，從而無法有效將壓力鋼管中的積水排除。所以在實際的操作過程中，技術人員應該通過一定的技術方式對其操作流程進行監測。

這一種排水方式主要的特點是在排水過程中需要進行人工操作，因此在一定程度上而言，增加了技術操作人員的管理風險。此外，在實施的過程中需要緊急摁下停機摁扭，這一技術如果掌握不到位將會導致技術人員操作風險不斷增大。

2.3 巨型混流式水輪發電機組檢修時采用自動開機方式排水

當水輪機組進行正常運行停機之后，需要人為操作將水輪機組的上游快速門落下，并做好相關的技術防范措施。因此，在這一過程中需要與相關的系統維護人員進行聯系溝通，從而盡快將快速門關閉的相關運行條件進行解除，然后再經過技術人員人為下達指令，將水輪機調至開機空轉運行狀態。從實踐經驗可以得知，在此環節水輪機的停機流程十分繁瑣，而且會快速啟動，因此應該事先將水輪機組中的高壓油泵以及液壓系統和組水導泵等相關的運行設備進行快速啟動。在此過程中，如果系統設備的檢修門迅速下落，則需要對水輪機組的實際蝸殼壓力以及轉速進行控制，當水輪機的實際轉速下降到一半時，通過人工操作將緊急運行流程啟動，從而使水輪機組的轉速自由下降。這種排水方式主要通過水輪機組的導葉開關操作，從而將積水管中的積水有效排除。因此，對技術人員的技術要求較高，而且存在很大的技術風險[2]。

2.4 巨型混流式水輪發電機組檢修時采用手動開導葉排水

這種排水方式主要是在水輪機組停機過程中，將上游門落下，通過在供水現場采用人工作業的方式進行手動操作水輪機的導葉，從而將其開至一定的角度，并將壓力鋼管中的所有積水進行有效排除。這一排水方式主要的技術優點是運行過程操作相對簡單，而且人工操作風險相對較小。

2.5 巨型混流式水輪發電機組檢修時采用導葉較大開度排水

當水輪機的導葉開度較大時，由于引水隧洞壓力鋼管中的積水較多，因此會使水輪機發生自轉的情況，所以在實際操作過程中，首先需要將高壓油泵以及水導泵手動啟動，然后結合調速器中壓油罐的壓力以及油面情況，判斷是否應該將系統中的液壓系統啟動，再將系統調速器的控制方式調整到手動模式。當機器啟動之后，需要對其運行情況進行密切關注，在實際的操作過程中，還應該對導葉進行控制，并對整個機組的運行時間進行調節，避免水輪機組長時間處于一種低速運行狀態。

這一種排水方式的優點是運行操作簡單，而且實際的運行風險較小，但是由于不同的運行機組之間存在一定差異，因此需要通過對不同的運行機組進行調試，從而使其相關參數的具體運行特性不斷滿足實際的運行需求。

2.6 巨型混流式水輪發電機組檢修時采用導葉小開度排水

這一種排水方式主要是通過避免水輪機組在實際的運行過程中小開度開啟導葉排水的情況出現，因此需要對水輪機導葉的實際開啟速度進行科學控制，既避免水輪機導葉過小不利于排水的情況發生，又要防止其過大從而影響水輪機的轉動情況發生，所以在對水輪機導葉進行控制、操作之前，需要通過人工作業將制動風閘投入系統中，然后再將系統的調速器控制方式切換至手動模式，并將水輪機的導葉開啟到大約3%的自由行程。因此，這一種積水排除方式需要在操作過程中不斷對水輪機導葉的實際開度大小進行科學控制，從而避免導葉的開度過大從而產生磨風閘。

3 結束語

綜上所述，巨型混流式水輪發電機引水隧洞壓力鋼管的排水操作是一項十分復雜而系統的任務，不僅操作過程風險較大，而且其對技術人員的相關技術操作流程十分嚴格。本文正是在這樣的背景下，重點針對我國廣西地區某一大型水電站的巨型混流式水輪發電機組檢修排水方式相關技術內容進行分析，從而通過對技術供水系統排水、停機過程排水、自動開機方式排水、手動開導葉排水、導葉較大開度排水以及導葉小開度排水這幾種主要的排水方式合理闡述，希望在今后的水電站巨型混流式水輪發電機排水過程中起到一定的參考與借鑒作用。

[1]文習波，龐爭爭.水輪發電機壓力鋼管排水方式比較[J].機電工程技術，2014，04：182～184.

[2]袁達夫，邵建雄，劉景旺.三峽工程巨型水輪發電機組技術進步[J].人民長江，2015，19：18～25.

TV738

A

1004-7344（2016）15-0074-02

2016-5-3

唐承輝（1984-），男，漢族，廣西興安人，助理工程師，本科，主要從事水利機械工作。