蒲石河抽水蓄能电站2号机主进水阀动水关闭试验数据分析

2015-07-28陶迎新梁睿光董政淼辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司辽宁丹东118216

水电站机电技术 2015年1期

关键词：试验分析

陶迎新，梁睿光，董政淼（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司，辽宁丹东 118216）

陶迎新，梁睿光，董政淼
（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司，辽宁丹东 118216）

摘要：辽宁蒲石河抽水蓄能电站2号主进水阀为法国ALSTOM水电公司生产制造，通过对该主进水阀动水关闭试验，验证是否满足合同技术要求，进行试验数据分析，对国产主进水阀设计、制造、安装有重要借鉴意义。

关键词：主进水阀；关闭；试验；分析

0　概述

辽宁蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省宽甸满族自治县境内，距丹东市约60km，为东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，总装机容量1200MW（4×300MW），2012年9月4台机组全部投产发电，在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。

1　主进水阀技术参数

型式卧轴双密封、双接力器主进水阀，油压操作

进水阀尺寸（长×宽×高）5700×4500×3300mm

公称直径2700mm

最大工作水头394m

最大动压水头510m

开启时间36s

关闭时间31s

活门直径2700mm

旁通阀型式针式.

旁通阀直径250mm

活门重量60t

阀体重量77t

接力器型式两侧直缸摇摆式

接力器个数2个

接力器设计压力6.4MPa

接力器活塞直径240mm

接力器活塞行程1798mm

接力器拐臂长1300mm

接力器额定操作油压6.4MPa

2　主进水阀结构介绍

进水阀安装在压力钢管与水泵水轮机蜗壳进口延伸段之间，作为机组水泵工况起动、机组正常停机、事故停机和机组检修时截断水流的设备。

工作密封设在进水阀下游侧，检修密封设在进水阀上游侧。检修密封设有手动锁定装置，无需排空压力钢管和拆卸主进水阀主体便可以检修和更换工作密封。为了方便进水阀的安装、拆卸和检修，在进水阀的下游侧设一可拆卸伸缩节。进水阀垂直方向的力包括进水阀的全部重量由混凝土支墩承受。

旁通管连接进水阀上游侧延伸管和进水阀伸缩节，旁通管上设有一个旁通阀和两个用于旁通阀检修时截断水流的检修阀。

3　动水关闭试验目的

（1）校核主进水阀动水关闭的可靠性。

（2）测定主进水阀接力器在主进水阀开启过程中实际的操作油压。

（3）测量动水关闭时主进水阀阀体及其前后联接钢管的水压、振动等参数的变化规律和数值，从而评定动水关闭的安全程度。

（4）测量主进水阀动水关闭对机组的影响。

4　试验数据记录

在主进水阀试验数据中。试验数据及特性曲线如图1～图5所示。

图1负荷300MW时主进水阀转速、有功、接力器行程与时间变化趋势

图2负荷300MW时主进水阀油缸压力与时间变化趋势

图3负荷300MW时主进水阀前后水压力与时间变化趋势

图4负荷300MW时主进水阀动水关闭各部位振动与时间变化趋势

图5负荷300MW时主进水阀动水关闭轴向位移与时间变化趋势

5　数据分析

（1）负荷300MW工况

试验时的上游水位380.42m，下游水位64.00m，电站水头316.42m。发电机带有功功率304.5MW。

1）主进水阀设计关闭时间为31s，实际关闭时间为32s，与设计关闭时间基本相符。

2）在主进水阀动水关闭过程中，接力器关腔操作油压最高值为7050.9kPa，主进水阀前最高水压为3989.5kPa，主进水阀后最高水压为3559.5kPa。

3）在主进水阀动水关闭过程中，主进水阀位移最大值为34μm。

（2）不确定度分析

由于本次试验是一个计算机连续采样并对数据进行实时分析处理的过程，不存在重复测量，而且所有曲线均采用散点法绘制，不存在曲线拟合问题。因此进行误差分析时只考虑系统误差，未考虑随机不确定度。

1）主进水阀操作油压传感器精度0.1%，测量时用其量程5/6，系统不确定度为：

2）主进水阀拐臂位移传感器精度0.01%，测量时用其量程2/3，系统不确定度为：

3）BBZJ水轮机综合测试分析仪系统误差0.5%，系统不确定度为：

4）测量数据的系统总不确定度：

6　结论

由于主进水阀动水关闭试验是破坏性试验，为了安全起见，试验只进行2个工况，即50%额定负荷及100%额定负荷。蒲石河电站2号机150MW主进水阀动水关闭试验是在上游水位为380.81m，下游水位为64.04m，电站水头为316.77m工况下进行的，300MW主进水阀动水关闭试验是在上游水位为380.42m，下游水位为64.00m，电站水头为316.42m工况下进行的。试验的目的主要是验证100%额定负荷工况主进水阀动水关闭的可能性、关阀操作的可靠性、测试主进水阀在动水关闭时的水力特性以及阀体结构的振动变化，从而判断主进水阀动水关闭的安全程度。

2个试验工况数据表明：100%额定负荷的动水关闭对机组的稳定性、主进水阀基础及主进水阀本体的振动、钢管水压上升、噪声等影响是最严重的。试验结论如下：

（1）100%额定负荷下主进水阀动水关闭监控流程执行正确，在导叶锁死的前提下，主进水阀动水关闭过程顺利进行，主进水阀均能自动完成关闭动作，全关后活门与阀体间密封严密无泄漏，设备无渗油、渗水现象，机组运行无异常，证明此主进水阀有很好的动水关闭性能。

（2）主进水阀在最大负荷动水关闭过程中，主进水阀前水压最大值为3989.5kPa，满足主机合同中关于调节保证值的要求，关闭时间为32s，满足设计值要求。

（3）100%负荷下动水关闭过程中，主进水阀位移为34μm，不影响主进水阀安全稳定运行。

（4）100%负荷下主进水阀动水关闭试验后，检查发现阀体、上游侧、下游侧伸缩节未发生渗水外漏现象，不影响主进水阀正常运行。

（5）测试结果经过不确定度分析后，证明试验数据真实有效。

参考文献：

[1]GB/T20043-2005水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程[S].

[2]GB/T18482-2010可逆式抽水蓄能机组启动试验规程[S].

中图分类号：TK730.4+7

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）01-0016-03