蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)機(jī)主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

陶迎新，梁睿光，董政淼（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)機(jī)主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

陶迎新，梁睿光，董政淼
（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

摘要：遼寧蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)主進(jìn)水閥為法國(guó)ALSTOM水電公司生產(chǎn)制造，通過(guò)對(duì)該主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)，驗(yàn)證是否滿(mǎn)足合同技術(shù)要求，進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，對(duì)國(guó)產(chǎn)主進(jìn)水閥設(shè)計(jì)、制造、安裝有重要借鑒意義。

關(guān)鍵詞：主進(jìn)水閥；關(guān)閉；試驗(yàn)；分析

0　概述

遼寧蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿(mǎn)族自治縣境內(nèi)，距丹東市約60km，為東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，總裝機(jī)容量1200MW（4×300MW），2012年9月4臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電，在東北電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)峰、填谷、調(diào)頻和事故備用。

1　主進(jìn)水閥技術(shù)參數(shù)

型式 臥軸雙密封、雙接力器主進(jìn)水閥，油壓操作

進(jìn)水閥尺寸（長(zhǎng)×寬×高）5700×4500×3300mm

公稱(chēng)直徑2700mm

最大工作水頭394m

最大動(dòng)壓水頭510m

開(kāi)啟時(shí)間36s

關(guān)閉時(shí)間31s

活門(mén)直徑2700mm

旁通閥型式針式.

旁通閥直徑250mm

活門(mén)重量60t

閥體重量77t

接力器型式兩側(cè)直缸搖擺式

接力器個(gè)數(shù)2個(gè)

接力器設(shè)計(jì)壓力6.4MPa

接力器活塞直徑240mm

接力器活塞行程1798mm

接力器拐臂長(zhǎng)1300mm

接力器額定操作油壓6.4MPa

2　主進(jìn)水閥結(jié)構(gòu)介紹

進(jìn)水閥安裝在壓力鋼管與水泵水輪機(jī)蝸殼進(jìn)口延伸段之間，作為機(jī)組水泵工況起動(dòng)、機(jī)組正常停機(jī)、事故停機(jī)和機(jī)組檢修時(shí)截?cái)嗨鞯脑O(shè)備。

工作密封設(shè)在進(jìn)水閥下游側(cè)，檢修密封設(shè)在進(jìn)水閥上游側(cè)。檢修密封設(shè)有手動(dòng)鎖定裝置，無(wú)需排空壓力鋼管和拆卸主進(jìn)水閥主體便可以檢修和更換工作密封。為了方便進(jìn)水閥的安裝、拆卸和檢修，在進(jìn)水閥的下游側(cè)設(shè)一可拆卸伸縮節(jié)。進(jìn)水閥垂直方向的力包括進(jìn)水閥的全部重量由混凝土支墩承受。

旁通管連接進(jìn)水閥上游側(cè)延伸管和進(jìn)水閥伸縮節(jié)，旁通管上設(shè)有一個(gè)旁通閥和兩個(gè)用于旁通閥檢修時(shí)截?cái)嗨鞯臋z修閥。

3　動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

（1）校核主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉的可靠性。

（2）測(cè)定主進(jìn)水閥接力器在主進(jìn)水閥開(kāi)啟過(guò)程中實(shí)際的操作油壓。

（3）測(cè)量動(dòng)水關(guān)閉時(shí)主進(jìn)水閥閥體及其前后聯(lián)接鋼管的水壓、振動(dòng)等參數(shù)的變化規(guī)律和數(shù)值，從而評(píng)定動(dòng)水關(guān)閉的安全程度。

（4）測(cè)量主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉對(duì)機(jī)組的影響。

4　試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

在主進(jìn)水閥試驗(yàn)數(shù)據(jù)中。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及特性曲線(xiàn)如圖1～圖5所示。

圖1負(fù)荷300MW時(shí)主進(jìn)水閥轉(zhuǎn)速、有功、接力器行程與時(shí)間變化趨勢(shì)

圖2負(fù)荷300MW時(shí)主進(jìn)水閥油缸壓力與時(shí)間變化趨勢(shì)

圖3負(fù)荷300MW時(shí)主進(jìn)水閥前后水壓力與時(shí)間變化趨勢(shì)

圖4負(fù)荷300MW時(shí)主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉各部位振動(dòng)與時(shí)間變化趨勢(shì)

圖5負(fù)荷300MW時(shí)主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉軸向位移與時(shí)間變化趨勢(shì)

5　數(shù)據(jù)分析

（1）負(fù)荷300MW工況

試驗(yàn)時(shí)的上游水位380.42m，下游水位64.00m，電站水頭316.42m。發(fā)電機(jī)帶有功功率304.5MW。

1）主進(jìn)水閥設(shè)計(jì)關(guān)閉時(shí)間為31s，實(shí)際關(guān)閉時(shí)間為32s，與設(shè)計(jì)關(guān)閉時(shí)間基本相符。

2）在主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中，接力器關(guān)腔操作油壓最高值為7050.9kPa，主進(jìn)水閥前最高水壓為3989.5kPa，主進(jìn)水閥后最高水壓為3559.5kPa。

3）在主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中，主進(jìn)水閥位移最大值為34μm。

（2）不確定度分析

由于本次試驗(yàn)是一個(gè)計(jì)算機(jī)連續(xù)采樣并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理的過(guò)程，不存在重復(fù)測(cè)量，而且所有曲線(xiàn)均采用散點(diǎn)法繪制，不存在曲線(xiàn)擬合問(wèn)題。因此進(jìn)行誤差分析時(shí)只考慮系統(tǒng)誤差，未考慮隨機(jī)不確定度。

1）主進(jìn)水閥操作油壓傳感器精度0.1%，測(cè)量時(shí)用其量程5/6，系統(tǒng)不確定度為：

2）主進(jìn)水閥拐臂位移傳感器精度0.01%，測(cè)量時(shí)用其量程2/3，系統(tǒng)不確定度為：

3）BBZJ水輪機(jī)綜合測(cè)試分析儀系統(tǒng)誤差0.5%，系統(tǒng)不確定度為：

4）測(cè)量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總不確定度：

6　結(jié)論

由于主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，為了安全起見(jiàn)，試驗(yàn)只進(jìn)行2個(gè)工況，即50%額定負(fù)荷及100%額定負(fù)荷。蒲石河電站2號(hào)機(jī)150MW主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)是在上游水位為380.81m，下游水位為64.04m，電站水頭為316.77m工況下進(jìn)行的，300MW主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)是在上游水位為380.42m，下游水位為64.00m，電站水頭為316.42m工況下進(jìn)行的。試驗(yàn)的目的主要是驗(yàn)證100%額定負(fù)荷工況主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉的可能性、關(guān)閥操作的可靠性、測(cè)試主進(jìn)水閥在動(dòng)水關(guān)閉時(shí)的水力特性以及閥體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)變化，從而判斷主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉的安全程度。

2個(gè)試驗(yàn)工況數(shù)據(jù)表明：100%額定負(fù)荷的動(dòng)水關(guān)閉對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定性、主進(jìn)水閥基礎(chǔ)及主進(jìn)水閥本體的振動(dòng)、鋼管水壓上升、噪聲等影響是最嚴(yán)重的。試驗(yàn)結(jié)論如下：

（1）100%額定負(fù)荷下主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉監(jiān)控流程執(zhí)行正確，在導(dǎo)葉鎖死的前提下，主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程順利進(jìn)行，主進(jìn)水閥均能自動(dòng)完成關(guān)閉動(dòng)作，全關(guān)后活門(mén)與閥體間密封嚴(yán)密無(wú)泄漏，設(shè)備無(wú)滲油、滲水現(xiàn)象，機(jī)組運(yùn)行無(wú)異常，證明此主進(jìn)水閥有很好的動(dòng)水關(guān)閉性能。

（2）主進(jìn)水閥在最大負(fù)荷動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中，主進(jìn)水閥前水壓最大值為3989.5kPa，滿(mǎn)足主機(jī)合同中關(guān)于調(diào)節(jié)保證值的要求，關(guān)閉時(shí)間為32s，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)值要求。

（3）100%負(fù)荷下動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中，主進(jìn)水閥位移為34μm，不影響主進(jìn)水閥安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）100%負(fù)荷下主進(jìn)水閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)后，檢查發(fā)現(xiàn)閥體、上游側(cè)、下游側(cè)伸縮節(jié)未發(fā)生滲水外漏現(xiàn)象，不影響主進(jìn)水閥正常運(yùn)行。

（5）測(cè)試結(jié)果經(jīng)過(guò)不確定度分析后，證明試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T20043-2005水輪機(jī)、蓄能泵和水泵水輪機(jī)水力性能現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]GB/T18482-2010可逆式抽水蓄能機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程[S].

中圖分類(lèi)號(hào)：TK730.4+7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）01-0016-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.005

收稿日期：2014-06-14

作者簡(jiǎn)介：陶迎新（1982-），男，助理工程師，從事水機(jī)專(zhuān)業(yè)管理工作。