巨型混流式水轮发电机组检修排水方式分析

唐承辉

（广西龙江电力开发有限责任公司 广西河池 547000）

巨型混流式水轮发电机组检修排水方式分析

唐承辉

（广西龙江电力开发有限责任公司 广西河池 547000）

本文在研究过程中主要结合我国广西地区某水电厂的水轮发电机引水系统的主要特点，针对巨型的混流式水轮发电机组压力钢管的实际排水方式进行研究，并结合我国巨型混流式的水轮机发电机组的检修排水方式展开实际探讨，希望从安全运行角度为巨型混流式水轮机发电机组的实际检修排水提供一种科学的参考和借鉴模式。

巨型；混流式；水轮发电机组；检修排水方式

前言

通常情况下，在对混流式水轮机的发电机机组进行检修过程中，如果水轮机的相关调速器或者主要的运行部件处于正常工作运行状态，则需要使其结构中的上游挡水闸门下落，并将压力钢管中的积水有效排除，从而确保蜗壳与下游保持在同一压力参数值条件下。一般而言，巨型混流式水轮发电机组的压力钢管较长，因此不仅内部实际直径较大，而且压力钢管中存有大量的积水，对此采取科学的措施保证水轮机发电机组压力钢管中的积水有效排除，成为相关技术人员高度重视的问题，同样也成为本文需要重点研究的问题。

1 巨型混流式水轮发电机组系统分析

本研究案例为我国广西地区某一大型的水电站，其中在这一水电站中安装了8台800WM的巨型混流式水轮机发电机组，在该发电站的左岸坝后电站分布着1～4号水电站水轮机发电机组，主要的引水方式为一机一压力钢管的技术方式，而在该水电站的右岸区域主要分布着5号至8号水轮机发电机机组，因此其主要采用的引水方式为一机一引水的隧洞引水技术，如表1数据表是该地区水电站巨型混流式水轮机发电机组的相关运行技术参数[1]。

表1 广西某水电站压力钢管（引水隧洞）参数表

2 巨型混流式水轮发电机机组检修排水方式分析

2.1 巨型混流式水轮发电机组检修时通过技术供水系统排水

当该水电站水轮机组的供水系统通过蜗壳取水的方式进行供水时，安全可以采用技术供水系统将引水隧洞压力钢管中的积水进行有效排除，这一种排水方式主要是通过将水轮机组停运，然后再将水电站上游地区的挡水闸门下落，随之再将技术供水系统中的相关闸门打开，从而使引水涵洞压力钢管中的积水有效排放，让水流通过蜗壳以及相关的技术供水系统管道直接排放至下游尾水中。这一排水技术方式主要是利用水电站中水位的实际高度差，然后使压力钢管中的相关积水通过自流方式途径蜗壳以及技术供水系统中的减压阀、滤水器以及电动阀等相关的供排水部件，从而将管道中的水排放到下游中。

这一排水方式的主要特点是操作相对简单，而且技术实施过程中不会造成很大的风险，但是其也具有一定的缺点，比如排水周期过长，因此蜗壳中会留有部分积水。

2.2 巨型混流式水轮发电机组检修时在停机过程排水

这一种排水方式主要是通过对系统的并网状态与空转状态进行调整，从而采用人工作业的方式将水轮机组中的高压油减载系统启动，然后通过人工下达相关的技术指令，使水电站水轮机组中的上游快速门迅速落下，从而在系统停机运行过程中，将引水涵洞压力钢管中的积水通过导叶科学排放至水电站的下游中。在人工下达指令之前，需要事先将系统中的事故控制流程开关屏蔽，从而避免其快速门下落过程中将导叶过早关闭，从而无法有效将压力钢管中的积水排除。所以在实际的操作过程中，技术人员应该通过一定的技术方式对其操作流程进行监测。

这一种排水方式主要的特点是在排水过程中需要进行人工操作，因此在一定程度上而言，增加了技术操作人员的管理风险。此外，在实施的过程中需要紧急摁下停机摁扭，这一技术如果掌握不到位将会导致技术人员操作风险不断增大。

2.3 巨型混流式水轮发电机组检修时采用自动开机方式排水

当水轮机组进行正常运行停机之后，需要人为操作将水轮机组的上游快速门落下，并做好相关的技术防范措施。因此，在这一过程中需要与相关的系统维护人员进行联系沟通，从而尽快将快速门关闭的相关运行条件进行解除，然后再经过技术人员人为下达指令，将水轮机调至开机空转运行状态。从实践经验可以得知，在此环节水轮机的停机流程十分繁琐，而且会快速启动，因此应该事先将水轮机组中的高压油泵以及液压系统和组水导泵等相关的运行设备进行快速启动。在此过程中，如果系统设备的检修门迅速下落，则需要对水轮机组的实际蜗壳压力以及转速进行控制，当水轮机的实际转速下降到一半时，通过人工操作将紧急运行流程启动，从而使水轮机组的转速自由下降。这种排水方式主要通过水轮机组的导叶开关操作，从而将积水管中的积水有效排除。因此，对技术人员的技术要求较高，而且存在很大的技术风险[2]。

2.4 巨型混流式水轮发电机组检修时采用手动开导叶排水

这种排水方式主要是在水轮机组停机过程中，将上游门落下，通过在供水现场采用人工作业的方式进行手动操作水轮机的导叶，从而将其开至一定的角度，并将压力钢管中的所有积水进行有效排除。这一排水方式主要的技术优点是运行过程操作相对简单，而且人工操作风险相对较小。

2.5 巨型混流式水轮发电机组检修时采用导叶较大开度排水

当水轮机的导叶开度较大时，由于引水隧洞压力钢管中的积水较多，因此会使水轮机发生自转的情况，所以在实际操作过程中，首先需要将高压油泵以及水导泵手动启动，然后结合调速器中压油罐的压力以及油面情况，判断是否应该将系统中的液压系统启动，再将系统调速器的控制方式调整到手动模式。当机器启动之后，需要对其运行情况进行密切关注，在实际的操作过程中，还应该对导叶进行控制，并对整个机组的运行时间进行调节，避免水轮机组长时间处于一种低速运行状态。

这一种排水方式的优点是运行操作简单，而且实际的运行风险较小，但是由于不同的运行机组之间存在一定差异，因此需要通过对不同的运行机组进行调试，从而使其相关参数的具体运行特性不断满足实际的运行需求。

2.6 巨型混流式水轮发电机组检修时采用导叶小开度排水

这一种排水方式主要是通过避免水轮机组在实际的运行过程中小开度开启导叶排水的情况出现，因此需要对水轮机导叶的实际开启速度进行科学控制，既避免水轮机导叶过小不利于排水的情况发生，又要防止其过大从而影响水轮机的转动情况发生，所以在对水轮机导叶进行控制、操作之前，需要通过人工作业将制动风闸投入系统中，然后再将系统的调速器控制方式切换至手动模式，并将水轮机的导叶开启到大约3%的自由行程。因此，这一种积水排除方式需要在操作过程中不断对水轮机导叶的实际开度大小进行科学控制，从而避免导叶的开度过大从而产生磨风闸。

3 结束语

综上所述，巨型混流式水轮发电机引水隧洞压力钢管的排水操作是一项十分复杂而系统的任务，不仅操作过程风险较大，而且其对技术人员的相关技术操作流程十分严格。本文正是在这样的背景下，重点针对我国广西地区某一大型水电站的巨型混流式水轮发电机组检修排水方式相关技术内容进行分析，从而通过对技术供水系统排水、停机过程排水、自动开机方式排水、手动开导叶排水、导叶较大开度排水以及导叶小开度排水这几种主要的排水方式合理阐述，希望在今后的水电站巨型混流式水轮发电机排水过程中起到一定的参考与借鉴作用。

[1]文习波，庞争争.水轮发电机压力钢管排水方式比较[J].机电工程技术，2014，04：182～184.

[2]袁达夫，邵建雄，刘景旺.三峡工程巨型水轮发电机组技术进步[J].人民长江，2015，19：18～25.

TV738

A

1004-7344（2016）15-0074-02

2016-5-3

唐承辉（1984-），男，汉族，广西兴安人，助理工程师，本科，主要从事水利机械工作。