宝珠寺电站导叶漏水问题处理

林海

【摘要】宝珠寺电厂因导叶漏水量大的问题，造成电站出现诸多安全隐患。通过一次极具针对性的改造，成功解决了电站导叶漏水量过大的问题。

【关键词】宝珠寺；水轮机；导叶；漏水量；底环；改造

一、电站概况

宝珠寺水电站位于中国四川省广元市、嘉陵江支流白龙江下游，距昭化18km。混凝土重力坝，最大坝高132m。校核水位时水库总库容25.5亿m3，水电站装机容量70万kW，保证出力16万kW，多年平均发电量22.78亿kW·h。工程以发电为主，兼有防洪、灌溉效益，灌溉面积可达15.5万km2。1984年复工，1996年第一台机组发电，1998年竣工。宝珠寺水轮机基本参数见表1：

二、宝珠寺问题及分析

1.问题描述

宝珠寺电站共4台装机，截至2017年初，投运时间最长的机组已投入运行19年，期间机组停机后4台机的导叶漏水量出现不同程度的增加。导叶漏水量过大，对导叶造成了汽蚀，机组停机时间加长甚有机组停机后发生蠕动现象，对机组的刹车装置、推力瓦等部件造成了严重威胁，给机组带来诸多安全隐患，对机组稳定运行带来危害。

2.原因分析

活动导叶是水轮机导叶水构中的重要组成部分，在水轮机运行过程中担负着调节进入转轮的水流量和改变进入转轮水流角度的重任。活动导叶属于运动件，顶盖、底环属于固定件，所以活动导叶与顶盖、底环之间不可避免地存在间隙，这些间隙则成为活动导叶全关时的漏水点。

在设计时，一般会针对导叶漏水问题，设置适当的导叶端面密封。过去的机组大多采用的橡胶密封，这种密封最大的缺点就是密封条容易被水流冲刷脱落，故有的电站选择了放弃设置导叶端面密封，宝珠寺电站即为其中之一。不设置导叶端面密封，减小漏水量就只能依靠严格控制导叶端面间隙和立面间隙值。然而，由于加工制造误差、安装误差，以及长期运行过程中产生的汽蚀、磨损、变形等，使这些间隙不断变大，而原本的结构无法对这些间隙进行补偿，进而导致了漏水量也逐年加大。

三.问题处理方案制定

根据以上分析可以确定，要解决宝珠寺导叶漏水量逐年增大的问题，需要在相当的过流面上增加带自补偿功能的端面密封结构。结合宝珠寺电厂需求和实际情况，由于检修周期较短，无法对现有部件进行较大改动，且不具备条件对与导叶相关的所有过流部件进行改造，故将改造范围最大程度限制在了仅仅对底环进行改造。参考近年来新机组成熟的端面密封结构形式，初步确定了在底环上增加弹性自补偿形式的图1密封结构方案，结构形式如图1。

四、实施过程

1.原底环改造

由于原底环不具备安装新密封结构的条件，故在电站将底环运回厂后，需要在底环过流面上沿导叶分布圆周加工安装端面密封结构的环槽及螺孔等，如图2。

2.抗磨板补强

由于加工环槽时将原为整体的不锈钢抗磨板切成了两段，为了不影响抗磨板与顶盖连接的刚强度，对抗磨板与顶盖之间的连接进行了补强。

3.密封装配

在上述工作进行过程中，同时生产相关的密封环，密封压板，内六角螺钉等端面密封结构零件，生产完成后，即可按图1进行装配。

4.其它工作

其它需修复的部位如原过流面的汽蚀、磨损；过流面水平度调整；原止漏环圆度调整等。修复完成后即可发回電厂安装使用。

五、改造效果验证

为了验证改造效果，宝珠寺电站采用容积测量法分别于改造前和改造后进行了两次导叶漏水量试验，导叶漏水量从0.75m3/s减小到0.4m3/s，效果显著。

六、结语

在宝珠寺底环改造过程中，通过重新设计具备弹性自补偿功能的端面密封结构，成功解决了导叶漏水量过大的问题。整个改造过程周期短，效果好，后续几台机的底环改造可参照本次改造进行，如条件成熟，顶盖也可一并改造，导叶漏水量会进一步减小，将会取得更加让人满意的效果。同时，也希望本文对其它存在类似问题的电站的改造，提供一种思路和借鉴。