浅谈抽水蓄能机组球阀动水关试验

安辉

(哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040)

浅谈抽水蓄能机组球阀动水关试验

安辉

(哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040)

球阀动水关闭试验是为了评价球阀及相关设备抗震性能和安全性,通过不同负荷下模拟抽水蓄能机组在发生事故而导致导水机构不能关闭情况下,检验球阀在动水中紧急关闭的能力,且球阀本体不产生损坏或有害变形。

抽水蓄能 球阀 动水关闭

球阀动水关闭试验作为抽水蓄能机组最重要的一项性能试验,在抽水蓄能项目的招标文件中都有明确要求,即从多台机组中选择一台进行该试验,并对各项压力以及球阀位移量等都有明确要求。

1 试验必要条件

球阀动水关闭试验的进行必须具备条件:(1)抽水蓄能机组处于正常运行状态;(2)机械和电气保护全部正常投入;(3)开机前检查压力钢管排气阀、压力钢管排水针阀、上库充水阀、球阀阀体排水阀、球阀阀体排气阀、蜗壳排水阀均处于可靠关闭状态,蜗壳顶部蜗壳排气阀隔离阀处于打开状态;(4)试验前将相关控制油管路进行加固,以避免试验过程中震动大导致管路破裂;(5)检查球阀和调速器系统确认其工作正常且球阀检修密封保持在退出状态。(6)上库事故检修闸门、下库事故检修闸门在远方控制方式,闸门在全开位置,上库事故检修闸门启闭机动作正常,尾水事故闸门启闭机动作正常。

球阀动水关闭试验主要监测点见表1。

接力器开启腔和关闭腔的压力测量传感器的布置如图1,如图中所示,将拉绳式位移传感器安装在球阀一侧的接力器伸缩处上下。

使用非接触式位移传感器对阀体地脚相对于基础板的位移进行监测,此处需设置一个位移传感器支架,焊接在球阀基础的基础上,使传感器相对固定。传感器采用螺母把合固定在支架上,传感器与阀体把合基础板间的距离需要设置在传感器要求范围内(一般5mm)。

表1 球阀主要测点

图1 球阀测量传感器布置

2 试验步骤

球阀动水关闭试验包括空载、50%和100%负荷三种状态下的试验。

2.1 空载动水关闭球阀试验

(1)机组发电空载热运行,待机组振动和轴承温度趋于稳定。(2)检查确认试验人员已做好录波准备,各处监测人员已就位后,进行机组发电空载动水全关闭球阀试验。(3)各处检查监护人员到位,对机组运行过程及试验过程进行监视,如发现异常立即上报。(4)检查主轴密封冷却水流量是否正常。(5)在球阀控制柜上短接导叶全关信号,确保可以在导叶不动的条件下关闭球阀。(6)将调速器切到现地手动,保证倒也开度不变。(7)现地手动关闭球阀,检查机组是否有异常声响,检查机组是否正常停机,检查测录波数据是否完整。(8)对录波结果进行分析,检查试验数据是否在允许范围内,隔离机组,进行机组全面安全检查,如结果正常,则继续进行下步试验。

2.2 50%负荷下动水关闭球阀试验

(1)向调度申请进行机组带负荷热运行。机组带50%负荷热运行,待机组振动和轴承温度趋于稳定。(2)检查确认试验人员已做好录波准备,各处监测人员已到位后,向调度申请进行机组50%负荷动水关闭球阀试验。(3)各处检查监护人员到位,对机组进行过程及试验过程进行监视,如发现异常立即上报。(4)后将调速器切到现地手动,50%负荷时保持导叶开度不变。(5)在球阀现地控制盘将球阀控制方式切至现地。(6)现地手动关闭球阀,检查机组是否有异常声响,当机组有功功率小于10MW时,手动按下紧急事故跳机按钮(电气跳机),检查导叶是否关闭,检查机组是否正常停机,检查录波数据是否完整。对录波结果进行分析,检查试验数据是否在允许范围内。隔离机组,进行机组全面安全检查,如结果正常,则继续进行下步试验。

2.3 100%负荷下动水关闭球阀试验

机组带100%负荷热运行,待机组振动和轴承温度趋于稳定。查确认试验人员已做好录波准备,各处监测人员已到位后,向调度申请进行机组100%负荷动水关闭球阀试验,其他步骤同上。

在进行球阀动水关闭试验过程中,存在以下几种危险因素尤其值得注意。

(1)动水关球阀过程中水锤引起的机组抬机量过高导致事故;(2)反水锤引起输水系统压力聚升,输水管路破裂,导致水淹厂房;(3)机组超速,引起发电机飞逸。

针对以上因素,一定要求对试验整个过程全程监控,一定压力过高或转速超值则立即停止试验,处理妥当后方可继续试验。

3 结语

本文中,作者结合自身多个抽水蓄能电站调试实践,通过对球阀动水关闭试验的必要条件和具体试验步骤的阐述,着重对整个试验过程中容易出现的问题进行了剖析,力求能够更好地指导抽水蓄能机组的相关调试工作。

[1]梁维燕.《中国电气工程大典第五卷水力发电工程》.中国电力出版社,2010.

[2]郑洪.《水利水电工程水利设计与研究》.中国水利水电出版社,2010.

国家科技支撑计划项目:大型抽水蓄能机组控制系统装置及系统集成技术研发(2011BAF03B03)。