广州蓄能水电厂球阀振荡问题的探讨

2003年8、9月间广蓄电厂B厂发生了多次球阀水力振荡事件,其现象为机组的球阀在下游密封投入的状态下发生自激振荡,并引起其它机组共振。对其产生自激振荡的原因从球阀密封结构的角度进行分析,并介绍计划进行的技改方案及探讨进一步的解决方向。     

抽水蓄能电站水力自激振动及预控处置

阐述福建某抽水蓄能电站一起引水系统水力自激振动事件,水力自激振事件的现场处置、故障分析以及预控措施;简介湖北某抽水蓄能电站机组水力自激振保护自动处置流程完善方案,可为互鉴。     

抽蓄机组进水阀突然关闭机械事故停机逻辑分析

抽水蓄能电站进水阀是作为机组水泵工况启动、机组调相、机组正常停机时截断水流的设备;在机组检修时隔离机组与上游水道,保证检修安全与其他机组的正常运行;停机时减少机组漏水量和缩短重新启动时间;当机组发生故障时,迅速关闭球阀,截断水流,防止发生飞逸事故;投产初期,用做未投产机组压力钢管的堵头,保证厂房安全。由于球阀具有良好的密封性能,抽水蓄能电站多选择球阀作为进水阀。目前黑麋峰公司机组球阀突然关闭停机流程通过逆功率保护实现,未实现机组发电或抽水运行过程中球阀突然关闭后机组走机械事故停机流程。通过逆功率保护实现停机,机组走电气事故停机,且保护动作停机时间较长,不利于机组安全稳定运行。为提高机组安全运行性能,拟增加相应机械事故跳机逻辑,完善机组稳态运行过程中球阀突然关闭后机组走机械事故停机流程功能。对此,笔者结合电厂实际需要,对机组进水阀突然关闭停机逻辑进行简要分析,并提出处理建议。     

球阀自激振动原因分析及解决方案

抽水蓄能电站的球阀是关系电站机组安全运行的关键部件,而球阀密封所产生的自激振荡已严重威胁球阀的运行安全。本文以某抽水蓄能电站的球阀为例,通过对球阀工作密封结构以及工作原理的分析,研究密封漏水导致球阀产生自激振荡的发生机理,并给出解决球阀漏水的具体处理措施,供相关问题研究作为参考。     

高水头水泵水轮机组通流部件密封运行特点及改进

天荒坪抽水蓄能电站投产以来,导叶轴端"O"形密封、球阀工作密封投退腔"O"形密封和球阀枢轴"U"形密封等多次发生漏水。作者认为水泵水轮机组通流部件密封失效的原因是密封形状、材质和密封座的材质等不能满足现场高水压力、导叶和球阀频繁动作的运行条件,经过多年改进,漏水现象已明显改善。总结了天荒坪抽水蓄能电站水泵水轮机组通流部件密封多年改进实践经验,希望能够为水力机械通流部件密封设计和改善水力机械漏水现象有参考作用。     

石泉水电厂1#机振动试验与分析

石泉水电站１＃机自１９７２年投运以来，由于制造、安装上的缺陷，一直存在某些故障状态，尤其在某些水头下水轮机顶盖产生强烈的振动，影响机组运行安全，虽经多次试验也未能查明振源与妥善处理。１９９０年１１月再次对１＃机进行全面振动试验与分析，认为该机组推力头采用松动结构，推力头与主轴之间有８０μｍ间隙，运行中机组振动、摆度值忽大忽小呈不稳定状态，并造成转轮迷宫压力脉动幅值也比较大。以及其它水力因素，引起顶盖─—尾水管水力谐振，而产生强烈的振动与压力脉动现象。经采用补气与其它措施后消除了振动现象。同时可进行机组静态激振试验，查明机组不存在卡门涡共振现象。     

十三陵蓄能电厂球阀下游工作密封更换

球阀下游工作密封因程序设计上存在的问题，导致4台球阀下游工作密封经过几年的运行均有不同程度的损伤，影响机组的安全稳定运行，为保证机组安全可靠经济运行，经过领导与工作人员的周密思考，最后研究决定更换球阀的工作密封，同时控制回路也作了相应的修改，改造后，工作密封的运行情况良好，未再发生误动情况。     

抽水蓄能电站水力-机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象,从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论,分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例,考虑可逆式机组在不稳定区域("S"形特性区)运行时,进行水力-机械系统的自由振动分析,在全频域范围内分析系统的振动特性,得出相应衰减因子为正的振动模式,同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析,给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成,其最大幅值与理论分析一致。     

抽水蓄能电站水力 机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象，从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论，分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例，考虑可逆式机组在不稳定区域(“S”形特性区)运行时，进行水力-机械系统的自由振动分析，在全频域范围内分析系统的振动特性，得出相应衰减因子为正的振动模式，同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析，给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成，其最大幅值与理论分析一致。     

论某水利枢纽工程水力调节保证措施

根据某水利枢纽工程发电引水系统布置特点,同时结合外委科研单位对发电引水系统水力过渡过程的分析成果,该电站需设置调压室或采取相应的调保措施,以保证工程安全运行。从而拟定:①设置调压井+增大机组转动惯量;②增大机组转动惯量;③设置调压阀等方案进行分析论证,最终采用设置调压阀方案,可实现8s直线关闭规律,机组转速上升率和蜗壳压力上升均能满足设计要求,并有一定的安全裕度。     

隔河岩电站进水口快速门启闭机设计

隔河岩电站进水口快速门液压启闭机是水轮机组和引水压力钢管的重要保护设备之一，对机组的安全起着至关重要的作用。为了确保启闭机安全可靠地运行，针对启闭机运行速度较快的特点，液压系统中采取了一些较特殊的措施。通过优化设计，使该液压启闭机具备系统简单、经济、安全可靠性高的特点，自投入运行以来，工作状况良好，达到了设计的目的和要求     

皂市水电站进水口快速门液压启闭机设计

皂市水利枢纽进水口快速门液压启闭机是水轮机组和引水压力钢管的重要保护设备之一,对机组的安全起至关重要的作用.为了确保启闭机安全、可靠地运行,针对启闭机运行速度较快的特点,液压系统中采取了一些较特殊的措施.通过优化设计,使液压启闭机具有系统简单、经济、安全可靠性高的特点,自投入运行以来,工作状况良好,达到了设计的目的和要求.     

压力钢管爆管对并联调压室水电站瞬变流的影响

为了研究水电站压力钢管爆管的特殊水力瞬变特性及其对运行机组的影响,建立压力钢管爆管计算模型,结合设置并联调压室的水电站,开展了明钢管爆管的瞬变流分析,研究了不同爆管特征断面和爆管孔口面积下水力-机械系统的水力参数特征。结果表明:水电站压力钢管爆管的瞬变特性与爆管位置及爆口面积大小密切相关;爆管支路的流量和压力发生剧烈变化,引起机组蜗壳失压、引水调压室漏空等典型事故现象;爆管支路蝶阀的关闭控制和并联调压室的存在,可以有效降低对并联支路和运行机组的影响。     

锦屏一级水电站深孔闸门流激振动水弹性模型

锦屏一级水电站挡水建筑物为305 m高的双曲拱坝,由坝身表孔、深孔和泄洪洞承担泄洪,深孔工作闸门为弧形闸门,出口尺寸为5 m×6 m(宽×高),操作水头91 m,闸门流激振动问题是设计极为关注的问题.为保证闸门泄洪安全,开展了闸门流激振动全水弹性模型仿真试验研究,并辅以三维有限元动力和静力计算,综合评估闸门的流激振动安全性.模型比尺Lr=20,用水弹性材料制作水弹性模型,试验模态分析得到的动力特性与计算值吻合.振动试验表明,该闸门在运行中未发生水力共振现象,闸门的动、静应力在安全范围内,可以安全运行.     

对水力自激振动的进一步探讨

高水头混流式机组水力自激振动问题已提出多年。时至今日,一些厂家在设计与制造上还没有解决这个问题,不少安装运行人员对此问题亦未认识或认识甚少。本人近几年来通过对自激振动较为深入地观察了解,特进一步提出探讨。     

硗碛水电站球阀密封压力油操作系统分析及改造

硗碛水电站为亚洲最高水头混流式水轮机,其最大、最小运行水头分别为551．7 m、458．5 m。球阀前端最小的静水压力为4．58MPa,而球阀密封操作油压最大为4．0MPa,从而在球阀密封环动作时,球阀前端压力水不可避免的通过密封环与球阀本体之间的间隙窜入操作油回路,造成球阀油压装置液压系统大量进水,致使操作油劣化,电磁阀弹簧锈蚀、阀芯发卡,球阀不能正常开启和关闭,严重的影响了机组的安全性和可靠性。通过将球阀工作、检修密封操作由油压操作改为水压操作、油控制,让球阀密封装置油水分离,避免了操作油劣化、电磁阀弹簧锈蚀、阀芯发卡,球阀的自动控制得到了保证,提高了硗碛水电站运行的稳定性和可靠性,减轻了运维人员的工作强度。     

水轮机引水盖板损坏原因及处理方法

安康水电站4台水轮机转轮引水盖板先后发生了开裂现象。从机组设计、安装、设备运行三个方面分析了转轮引水盖板开裂的原因。引水盖板设计不合理、制造安装存在缺陷、机组在振动区运行三个因素造成了转轮引水盖板损坏。介绍了转轮引水盖板修复处理的工艺和措施。     

张河湾电站球阀枢轴轴套更换工艺

张河湾电厂每台机组设置一个进水球阀,布置在蜗壳层,安装在压力钢管与水泵水轮机蜗壳之间,作为机组水泵工况起动、机组调相及机组正常停机和事故停机的设备。在安装初期球阀还作为高压输水隧道的堵头。对张河湾电厂球阀结构进行分析,掌握球阀枢轴轴套检修工艺,有助于生产人员更好的了解球阀的工作原理和性能,从而提高球阀整体的安全稳定运行水平。     

滞留气体对水电站引水系统运行稳定性的影响

水电站输水管道中局部高点易形成空气集中,滞留气体将增加管道的水力损失并引发水力激振,危及引水系统的安全运行。针对某水电站调水管道引水沟钢筋混凝土盖板水力冲击破损问题,就引水系统中存在的滞留气体对电站运行带来的影响进行了研究。受机组运行工况变化的影响,管道中滞留气体向上游传播形成水击,是导致上游建筑物破损的主要原因。对输水管路存在局部高点的电站,当管路中水流的佛劳德数小于临界佛劳德数时,在工程设计中应设置固定的排气装置。     

鲁布革水电站进口球阀密封环修复技术的研究

鲁布革水电站4×150 MW水轮发电机组自投入运行以来,由于运行环境的变化,球阀密封装置密封面局部损坏,漏水逐年增大,球阀开、关困难,直接威胁机组的自动开、停机。在模拟密封环的工作状态下,设计制造了修复密封环的加工机具,采用堆焊—车—研磨的修复方法,克服工件直径大、截面小、加工精度高的困难。修复的密封环于1998年5月30日投入使用至今,运行状况良好,为进口设备配件国产化打下了良好的基础。