趙世寬

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

國內(nèi)某大型抽水蓄能電站共安裝4臺立軸單級可逆混流式抽水蓄能機(jī)組，每臺機(jī)組配備一臺主進(jìn)水球閥，起到停機(jī)時隔斷上庫水源和發(fā)生事故時及時截?cái)嗨鞯淖饔?，機(jī)組在任何工況下，進(jìn)水閥門應(yīng)能動水關(guān)閉[1]，從而使機(jī)組快速停機(jī)，防止機(jī)組發(fā)生過速，甚至飛逸造成損害。

主進(jìn)水球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)即是機(jī)組在發(fā)電工況時，在不同負(fù)荷下模擬調(diào)速裝置失靈狀態(tài)，對球閥進(jìn)行動水關(guān)閉操作，進(jìn)而驗(yàn)證球閥的動水關(guān)閉能力。

1 球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)條件

進(jìn)行主進(jìn)水球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)前，需具備以下條件：

(1) 試驗(yàn)機(jī)組完成甩負(fù)荷試驗(yàn)；

(2) 試驗(yàn)球閥接力器操作油管路耐壓試驗(yàn)完成；

(3) 試驗(yàn)球閥油壓裝置及控制柜調(diào)試完成，具備現(xiàn)地操作要求；

(4) 試驗(yàn)機(jī)組上庫進(jìn)水口快速閘門及尾水事故閘門調(diào)試合格，具備緊急關(guān)閉條件；

(5) 廠房滲漏排水系統(tǒng)工作正常；

(6) 水淹廠房應(yīng)急系統(tǒng)工作正常；

(7) 為確保安全，建議除試驗(yàn)機(jī)組外其余機(jī)組均處于停機(jī)狀態(tài)或與試驗(yàn)機(jī)組共用一個引水隧洞的機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)。

2 試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)屬高危、破壞性試驗(yàn)，加之抽水蓄能機(jī)組廠房高程較低，出現(xiàn)意外情況易產(chǎn)生水淹廠房的危險，試驗(yàn)時需注意以下事項(xiàng)：

(1) 與試驗(yàn)無關(guān)人員撤離廠房；

(2) 試驗(yàn)過程中上庫進(jìn)水口閘門及尾水事故閘門設(shè)置專人負(fù)責(zé)緊急落門操作；

(3) 試驗(yàn)過程中設(shè)置專人負(fù)責(zé)操作機(jī)組事故停機(jī)；

(4) 確保試驗(yàn)過程中在緊急危險情況下導(dǎo)葉可關(guān)閉(試驗(yàn)前已設(shè)置球閥關(guān)閉過程中導(dǎo)葉開度不變)；

(5) 試驗(yàn)人員清楚逃生通道及逃生方法；

(6) 保持試驗(yàn)期間通訊暢通。

3 試驗(yàn)步驟

在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下連續(xù)啟閉球閥2次，記錄球閥在靜水態(tài)下啟閉時間。

機(jī)組空載狀態(tài)下球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)，自動啟動機(jī)組到空載狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)速器置現(xiàn)地手動操作位，球閥控制柜置現(xiàn)地手動操作位，現(xiàn)地操作球閥關(guān)閉，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。球閥關(guān)閉后調(diào)速器恢復(fù)遠(yuǎn)方自動控制，監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行事故停機(jī)流程。機(jī)組停穩(wěn)后復(fù)歸事故信號，對球閥進(jìn)行全面檢查，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果。如數(shù)據(jù)良好，則繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)，如分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果有引發(fā)機(jī)組意外情況發(fā)生的可能，則立即中止試驗(yàn)。

機(jī)組帶25%額定負(fù)荷下球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)，自動啟動機(jī)組到25%額定負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)速器置現(xiàn)地手動操作位，球閥控制柜置現(xiàn)地手動操作位，現(xiàn)地操作球閥關(guān)閉，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。球閥關(guān)閉到有功功率降低到設(shè)定值時，監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行電氣事故停機(jī)流程停機(jī)。當(dāng)球閥完全關(guān)閉后調(diào)速器現(xiàn)地操作關(guān)閉導(dǎo)葉，機(jī)組停穩(wěn)后復(fù)歸事故信號，對球閥進(jìn)行全面檢查，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果。如數(shù)據(jù)良好，則繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)，如分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果有引發(fā)機(jī)組意外情況發(fā)生的可能，則立即中止試驗(yàn)。

分別在機(jī)組帶50%、75%、100%或當(dāng)前水頭最大負(fù)荷下進(jìn)行球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同上。

4 數(shù)據(jù)分析

圖1為現(xiàn)場錄制的空載工況下球閥動水關(guān)閉時波形圖。

圖1 空載工況動水關(guān)閉波形圖

通過圖1的數(shù)據(jù)整理，得出如表1數(shù)據(jù)：

表1 空載工況動水關(guān)閉數(shù)據(jù)

圖2～圖5為現(xiàn)場錄制的50%負(fù)荷工況下球閥動水關(guān)閉的波形圖。

圖2 50%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉上下游壓力波形圖

圖3 50%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉尾水管進(jìn)口壓力波形圖

圖4 50%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉球閥位移波形圖

圖5 50%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉接力器開啟腔壓力波形圖

通過圖2～圖5的數(shù)據(jù)整理，得出如表2數(shù)據(jù)：

表2 50%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉數(shù)據(jù)

通過對50%負(fù)荷工況下球閥動水關(guān)閉時的數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為球閥位移在合理范圍內(nèi)，球閥接力器壓力未超過設(shè)計(jì)壓力，相比于空載工況下的動水關(guān)閉試驗(yàn)數(shù)據(jù)，球閥上游壓力稍有升高，球閥下游壓力和尾水管進(jìn)口壓力稍有下降，但均在合理范圍內(nèi)，認(rèn)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)良好，可進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖6～圖9為現(xiàn)場錄制的100%負(fù)荷工況下球閥動水關(guān)閉時波形圖。

圖6 100%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉上下游壓力波形圖

圖7 100%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉尾水管進(jìn)口壓力波形圖

圖8 100%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉球閥位移波形圖

圖9 100%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉接力器開啟腔壓力波形圖

通過圖6～圖9的數(shù)據(jù)整理，得出如表3數(shù)據(jù)：

表3 100%額定負(fù)荷球閥動水關(guān)閉數(shù)據(jù)

通過對100%負(fù)荷工況下球閥動水關(guān)閉時的數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為球閥位移在合理范圍內(nèi)，球閥接力器壓力未超過設(shè)計(jì)壓力，相比于50%負(fù)荷工況下的動水關(guān)閉試驗(yàn)數(shù)據(jù)，球閥上游壓力再次升高，球閥下游壓力和尾水管進(jìn)口壓力再次降低，但均在合理范圍內(nèi)，認(rèn)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)良好，試驗(yàn)成功。

5 結(jié)論

通過對該球閥在機(jī)組空載、50%負(fù)荷、100%負(fù)荷下的數(shù)據(jù)整理后，對比球閥廠家提供的參考值，形成數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?。

表4 各額定負(fù)荷下球閥動水關(guān)閉數(shù)據(jù)對比

根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析，該抽水蓄能電站主進(jìn)水球閥動水關(guān)閉試驗(yàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)滿足合理參考值，該球閥完全具備動水關(guān)閉能力，可以確保電站廠房及機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行安全。