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抽水蓄能机组活动导叶设计及动作试验

作者:数字储能网新闻中心 来源:抽水蓄能与储能技术 发布时间:2024-11-02 浏览:

数字储能网讯:抽蓄电站水泵水轮机的导叶是专门为双向工作设计的,导叶叶型一方面要满足给定的水流条件,一方面要使水作用力和水力矩都不过大。选择导叶型式需要考虑以下问题:

  (1)按强度要求选取最小的叶片厚度;

  (2)导时长度应尽量小,这样有助于减轻静态和动态水力矩;

  (3)对于给定的叶型,可以在一定范围内改变其旋转轴位置来调整导叶的开关趋势和水力矩大小,但过多地改动不但要影响机组效率而且会破坏导叶本身的稳定性。

  可逆式水泵水轮机采用的导叶需要承受水泵工况水流强烈冲击,因此实用上趋向于使用数目较少而强度段高的叶型。大中型水泵水轮机的导叶数目一般在16至24范围,使用20片导叶的机组相当多。水泵水轮机的导叶虽然长度比水轮机导叶大,但因过流量比常规水轮机小,故导叶开口比相应的水轮机要小,因此导叶中心圆直径与转轮直径之比仍和常规水轮机差不多,D0值在1.16至1.18范围内,个别机组大的可达1.2 或更大。增大这个比值的主要原因是为减轻导叶与转轮之间的水流干扰所引起的动静干涉压力脉动。

  从实际应用看,转轮叶片数和导叶数的组合没有十分严格的规律,各制造厂根据其实践经验采用不同的数目组合。如我国 GZ抽水蓄能电站一期机组使用转轮叶片7 片,二期机组增至9片,导叶均为20片;THP机组则使用转轮叶片9片,导叶26片。而近几年也有较多电站采用转轮5长5短叶片加16片导叶组合方式 ,也取得较好效果,如清远、阳江、绩溪等电站,“转轮+导叶”数 9+22 组合在梅州运行情况也优秀。

活动导叶全开全关动作试验

  最初几次开关,还是要控制一下速度,主要由油罐处手动隔离阀控制流量,避免由于安装问题,造成大的设备刮蹭磕碰等。在导叶进行测量等工作,主要是安全措施,尤其是在测量立面间隙时,一定要保证调速器油控制系统没有压力。

  同时注意听水轮机室有没有异常声音,控制环和导叶转动有没有卡阻?还有就是人身安全了,远离转动部件。

  导叶间隙包括立面间隙和端面间隙。按规定,导叶上、下端面间隙总和的偏差值,最大不得大于设计最大间隙值,最小不得小于设计最小间隙值的60%。

抽水蓄能机组导叶轴套

  抽水蓄能水轮机导水机构是水力发电系统中调节水流量的主要部件,每个导叶有上、中、下三个轴套和一个止推轴承。导叶上轴套和止推轴承在顶盖上环面,不与水接触。导叶中轴套位于顶盖下环面,导叶下轴套位于底环上环面。

  抽水蓄能水轮机导水机构是水力发电系统中调节水流量的主要部件,每个导叶有上、中、下三个轴套和一个止推轴承。导叶上轴套和止推轴承在顶盖上环面,不与水接触。导叶中轴套位于顶盖下环面,导叶下轴套位于底环上环面。

  导叶轴颈密封在机组正常运行和停机时都起密封作用 , 主要是防止蜗壳中的水进入顶盖和水中的泥沙进入套筒 , 以免轴颈和轴套发生磨损。导叶套筒密封一般分为中轴套密封和下套颈密封。由于抽水蓄能机组启停频繁,长期下来会出现密封和轴的磨损,从而导致密封失效,产生泄漏。

  (1)导叶中轴套、下轴套的密封漏水

  措施:导叶轴套密封材料采用聚氨酯材料,不采用丁腈橡胶,结构型式尽量采用U型结构或组合V型结构。导叶中轴颈及下轴颈主密封采用U型结构,材料为优质耐水解聚氨酯,导叶轴套其他密封采用“O”型氟橡胶圈。

  相对常规密封材料,改自润滑抗水解聚氨酯具有以下优点:抗水解性能优异,抗老化性能好;材料中添加自润滑成分,具有更低的摩擦系数,更强的耐磨性能,对导叶轴颈损伤小;良好的机械性能,抗撕裂能力强;抗压性能强,可以承受较大的挤出间隙;具有更长的使用寿命,最低可达5年以上。

  (2)叶轴套耐磨材料吸水膨胀、温度变化膨胀、轴套密封卡塞或轴套掉落抱死导叶轴

  措施:轴套内润滑耐磨材料采用金属自润滑或铜基镶嵌颗粒材料结构。采用吸水膨胀度极低的材料,应提供轴套膨胀系数。设计合适的轴套间隙。轴套的大修更换周期应该在12年以上。

  (3)导叶中轴颈及下轴颈主密封采用U型结构,材料为优质耐水解聚氨酯,导叶轴套其他密封采用“O”型氟橡胶圈

  措施:顶盖结合面把合螺栓的设计,应避免影响导叶中轴套更换,可以采用超级螺母解决安装空间问题。或者导叶采用长套筒设计,导叶轴径密封及轴套设置在长套筒内,把合面设置在顶盖上平面,方便检修导叶轴径密封及轴套。

 (4)导叶下轴套和下轴套密封的更换方式

  措施:优化设置底环下轴套进人检修廊道。提供不拆卸发电机的情况下,在水车室内采用液压提升器把顶盖在悬吊并固定在机坑内上方位置,在水车室吊起顶盖,更换导叶下轴套及其密封,并让厂家提供相应专用工具。

  抽水蓄能机组运行工况复杂,导水机构工作条件苛刻,如果导叶下轴套材料不过关,很可能造成导叶下轴套密封损坏继而引发大量漏水,只能重新改造和更换密封。特别是近年来新设计的抽水蓄能机组,上拆机组较多,导叶下轴套密封的损坏,将不得不面对整台机组大修的问题,电厂停机损失巨大。导叶下轴套密封漏水作为水电厂的常见问题,以上经验,可以为投运和新建的水电厂甚至电站设备,提供参考思路和方法。


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关键字:抽蓄电站

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