魏本斐

(蘭州電機(jī)股份有限公司， 甘肅蘭州730050)

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抽屜式臥式水輪機(jī)尾水閘門裝置的設(shè)計(jì)

魏本斐

(蘭州電機(jī)股份有限公司， 甘肅蘭州730050)

1　概　述

水輪機(jī)尾水管出口一般設(shè)有尾水閘門，其作用是在機(jī)組檢修時(shí)將尾水閘門關(guān)閉，抽去尾水管內(nèi)的積水，以便工人進(jìn)去工作；在機(jī)組檢修時(shí)為了防止突發(fā)洪水或其他原因使河水水位超過尾水水位導(dǎo)致尾水位上漲時(shí)尾水倒灌至廠房造成水淹廠房事故。

對(duì)于臥式水輪機(jī)，一般根據(jù)尾水彎管下平面高程與尾水位高程的關(guān)系來確定是否需要設(shè)置尾水閘門。通常情況下；如尾水位高程高于尾水彎管下平面高程時(shí)需設(shè)置尾水閘門；如尾水位高程低于尾水彎管下平面高程時(shí)則不需要設(shè)置尾水閘門。

傳統(tǒng)的水輪機(jī)尾水閘門均設(shè)置在尾水管出口處，包括支墩、橫梁、閘門、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及水工建筑等，是整個(gè)水電站系統(tǒng)的一個(gè)單獨(dú)的組成部分。

但是有些以前設(shè)計(jì)制造的臥式水輪發(fā)電機(jī)組忽略了尾水閘門的作用而沒有設(shè)置尾水閘門，還有部分電站尾水閘門年久失修已不能工作；而進(jìn)行修復(fù)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力且費(fèi)用較高，因此未實(shí)施修復(fù)，導(dǎo)致機(jī)組在需要檢修時(shí)由于尾水倒灌問題而無法正常施工。

針對(duì)以上問題，本文介紹一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造(改造)便利的抽屜式臥式水輪機(jī)尾水閘門裝置的設(shè)計(jì)。

2　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1工作原理

在尾水彎管與尾水錐管之間設(shè)置閘門裝置，機(jī)組需要檢修時(shí)，將閘門關(guān)閉，阻止尾水從尾水錐管中倒灌流入廠房；此時(shí)在尾水閘門以上的尾水彎管等水輪機(jī)部件均可拆除進(jìn)行檢修。此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，造價(jià)低廉，且不需要增加任何其他廠房建設(shè)，是一種替代傳統(tǒng)水輪機(jī)尾水閘門的理想裝置(見圖1)。

在機(jī)組開機(jī)前，先松開密封頂緊螺栓(項(xiàng)2)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(項(xiàng)11)，由絲杠(項(xiàng)12) 通過螺母套(項(xiàng)13)帶動(dòng)閘板(項(xiàng)3)向封水箱(項(xiàng)4)右側(cè)移動(dòng)，使閘板完全讓開尾水管流道，然后開機(jī)正常運(yùn)行。

在機(jī)組檢修前，先轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(項(xiàng)11)，由絲杠(項(xiàng)12) 通過螺母套(項(xiàng)13)帶動(dòng)閘板(項(xiàng)3)向封水箱(項(xiàng)4)左側(cè)移動(dòng)，使閘板完全蓋住尾水管流道，密封頂緊螺栓 (項(xiàng)2) 頂緊，然后拆除尾水彎管以前的零部件進(jìn)行機(jī)組檢修工作。

1-上蓋板；2-頂緊螺栓；3-閘板； 4-封水箱；5-螺栓；6-密封條；7-擋板；8-螺栓；9-密封圈；10-壓板；11-手輪；12-絲杠；13-螺母套；14-尾水錐管；15-尾水彎管

圖1抽屜式臥式水輪機(jī)尾水閘門裝置結(jié)構(gòu)原理示意

2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在抽屜式臥式水輪機(jī)尾水閘門裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，首先要考慮閘板行程要適當(dāng)，不僅要能滿足關(guān)閉

或打開功能，還要考慮方便安裝與拆卸的要求；其次應(yīng)該考慮進(jìn)水口與出水口的尺寸應(yīng)與尾水彎管出口、尾水錐管進(jìn)口尺寸相匹配；再次應(yīng)注意尾水閘門裝置的高度要盡可能小，對(duì)尾水管的性能不造成影響。另外，密封圈(項(xiàng)9)與密封槽設(shè)計(jì)時(shí)要有適當(dāng)?shù)膲壕o量，結(jié)構(gòu)上要保證在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)密封圈不會(huì)被水流沖擊脫出密封槽。

3　結(jié)　語

水輪機(jī)尾水閘門雖然在平時(shí)用到的幾率并不大，但對(duì)于尾水位較高的電站，在機(jī)組進(jìn)行檢修時(shí)是必不可少的組成部分。本文介紹的抽屜式臥式水輪機(jī)尾水閘門裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、造價(jià)低廉、制造(改造)便利且不需要增加任何其他廠房建設(shè)，對(duì)小型臥式水輪發(fā)電機(jī)組水電站尤其適合，希望該裝置介紹對(duì)此類水電站的建設(shè)或改造起到有益的幫助和啟發(fā)。

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責(zé)任編輯吳昊

2016-06-16

魏本斐(1973-)，男，工程師，主要從事水輪發(fā)電機(jī)組方案設(shè)計(jì)與水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

E_mail：wbf315@sohu.com