筒形阀在石泉二期水电站上的应用
2008-01-10 14:05:32 来源:
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电力18讯: 摘 要:筒形阀是水轮机的一种新型进水阀门,文章简要地介绍了筒形阀的结构特点、动水关闭试验及电站运行情况,为筒形阀在我国水电站的推广应用提供一些参考。
1 石泉二期水电站概况
石泉水电站位于汉江干流陕西省石泉县县城上游1 km的峡谷出口处,电站装有3台立轴混流式水轮发电机组,装机容量135 MW,1975年底3台机组全部投产发电。
石泉二期水电站是在利用原石泉水电站已建成的水利枢纽基础上,在坝左岸增建隧洞形成引水式岸边厂房,二期电站装有2台东方电机股份公司生产的45 MW立轴混流式水轮发电机组,该电站于1998年9月兴建,2000年9月19日、11月29日2台机组分别投产发电。
2 石泉二期水电站主机设备主要设计参数
2.1 水轮机
型号:HLD260B―LJ―386;最大水头47.5 m;
平均水头42.0 m;额定水头39.0 m;最小水头26.3 m;转轮直径3 860 mm;额定出力46.2 MW;额定流量131.0 m3/s;额定转速136.4 r/min;飞逸转速280 r/min;额定点效率92.5%;最高效率95.15%;旋转方向 俯视顺时针;最大水头47.5 m时的最大水推力200 t。
2.2 发电机
型号:SF45-44/8250,立轴半伞式;额定容量53 MVA;额定功率45 MW;额定功率因数0.85(滞后);额定电压10.5 kV;额定电流2 911 A,转动惯
量 不小于6 350 t.m2;推力负荷4 500 kN;绝缘等级 F/B;额定转速136.4 r/min;飞逸转速280 r/min。
2.3 筒形阀
筒体外径φ=320mm筒体壁厚120 mm;筒体高度1 480 mm;全开时间 ≤90 s;全关时间 ≤60 s;最大工作水头47.5 m;承受的最大升压水头75 m;最大漏水量(初装)≤16 L/s;操作接力器6只;接力器工作油压4.0 MPa;接力器最大行程1410 mm;筒形阀用油压装置型号 YZ-6-4。
3 筒形阀结构特点
筒形阀是水轮机的一种新型的进水阀门,它布置于水轮机的固定导叶与活动导叶之间,主要由3大部份组成。
3.1 筒体部份
筒体由20 g锅炉钢板卷制而成,在筒体上、下密封区均堆焊有不锈钢层,桶体外圆一周设有12个导向区,用不锈钢(OCr13Ni5Mo)板条镶焊而成。为防止筒形阀在关闭时产生较大的晃动,在固定导叶尾部加焊有与筒体导向区对应的青铜导向板,导向板与导向区配合间隙为0.8~1.0 mm。在水轮机顶盖底部和底环上平面上装有橡胶密封条,防止或减少筒阀漏水。筒体与操作接力器提升杆的联接,采用埋入式螺栓联接与旋入式联接方式(如漫湾水电站)相比,具有以下2个优点:
(1)可避免筒体联接螺纹在安装或检修时研坏。
(2)当接力器发生故障时不须将筒体吊出机坑,缸接力器操作,接力器固定于顶盖上,在接力器下缸盖与顶盖间设置有垫环,当接力器缸与顶盖法兰面不垂直时,可通过修磨垫环进行调整。接力器提升杆与筒体的联接是采用长螺杆的间接连接方式,以避免提升杆与筒体的联接部分在动作时产生大的弯曲应力。提升杆与筒体接触间设有20 mm厚的垫环,便于调整提升杆的垂直度同时可增加接触面积,降低挤压应力。接力器中的丝杆副是接力器的关键部件,接力器活塞的直线运动转换为丝杆和同步机构的旋转运动是通过丝杆副来完成的。丝杆副的螺帽固定在接力器的活塞上,而丝杆上部受接力器上端部推力轴承的限位,当接力器活塞上下运行时,丝杆就做旋转运动,并带动同步机构转动。筒形阀操作油源为2台机共用1套YZ-6-4油压装置。
3.3 同步机构与指示装置
筒形阀动作是靠6只直缸接力器来操作的,接力器的同步动作极为关键。为实现这一目的,在每个接力器丝杆轴上都装有一个同径的双层链轮,用链条将相邻接力器彼此串联起来,以保证6只接力器动作速度一致,使筒体启闭平稳,避免筒体在动作时发卡。链条的松紧程度可通过张紧链轮装置进行调整,该装置设在每圈链条的中部。
筒形阀的行程指示,采用的是间接指示方式,即在6只接力器中的任意一个接力器链轮上再装一个链轮用来传动指示装置上的链轮,从而带动指示器上的梯形螺杆旋转使带有指针的螺帽上下运动。用百分数来表示筒形阀的开启、关闭程度。
4 筒形阀动水关闭试验
为检验筒形阀的动水关闭性能,石泉发电有限责任公司组织并邀请东方电机股份公司、陕西省电力公司、西北电力开发公司、西北勘测设计研究院、西安电力中心试验研究院等有关人员参加,于2001年3月6日~3月19日在石泉二期水电站4#水轮发电机组上进行了筒形阀静水及动水关闭试验。
4.1 静水关闭试验
静水关闭试验的目的是为了检验操作机构的性能,提高动水关闭时的可靠性。
静水关闭:在停机状态下,导水叶处在全关位置,手动启落筒形阀。试验中,筒形阀全开与全关过程,各接力器油缸操作油压均匀,筒体动作平稳,操作机构灵活可靠。静水全关闭时间70 s,全开时间118 s。
4.2 动水关闭试验
动水关闭试验共作了5个运行工况:空载
1 石泉二期水电站概况
石泉水电站位于汉江干流陕西省石泉县县城上游1 km的峡谷出口处,电站装有3台立轴混流式水轮发电机组,装机容量135 MW,1975年底3台机组全部投产发电。
石泉二期水电站是在利用原石泉水电站已建成的水利枢纽基础上,在坝左岸增建隧洞形成引水式岸边厂房,二期电站装有2台东方电机股份公司生产的45 MW立轴混流式水轮发电机组,该电站于1998年9月兴建,2000年9月19日、11月29日2台机组分别投产发电。
2 石泉二期水电站主机设备主要设计参数
2.1 水轮机
型号:HLD260B―LJ―386;最大水头47.5 m;
平均水头42.0 m;额定水头39.0 m;最小水头26.3 m;转轮直径3 860 mm;额定出力46.2 MW;额定流量131.0 m3/s;额定转速136.4 r/min;飞逸转速280 r/min;额定点效率92.5%;最高效率95.15%;旋转方向 俯视顺时针;最大水头47.5 m时的最大水推力200 t。
2.2 发电机
型号:SF45-44/8250,立轴半伞式;额定容量53 MVA;额定功率45 MW;额定功率因数0.85(滞后);额定电压10.5 kV;额定电流2 911 A,转动惯
量 不小于6 350 t.m2;推力负荷4 500 kN;绝缘等级 F/B;额定转速136.4 r/min;飞逸转速280 r/min。
2.3 筒形阀
筒体外径φ=320mm筒体壁厚120 mm;筒体高度1 480 mm;全开时间 ≤90 s;全关时间 ≤60 s;最大工作水头47.5 m;承受的最大升压水头75 m;最大漏水量(初装)≤16 L/s;操作接力器6只;接力器工作油压4.0 MPa;接力器最大行程1410 mm;筒形阀用油压装置型号 YZ-6-4。
3 筒形阀结构特点
筒形阀是水轮机的一种新型的进水阀门,它布置于水轮机的固定导叶与活动导叶之间,主要由3大部份组成。
3.1 筒体部份
筒体由20 g锅炉钢板卷制而成,在筒体上、下密封区均堆焊有不锈钢层,桶体外圆一周设有12个导向区,用不锈钢(OCr13Ni5Mo)板条镶焊而成。为防止筒形阀在关闭时产生较大的晃动,在固定导叶尾部加焊有与筒体导向区对应的青铜导向板,导向板与导向区配合间隙为0.8~1.0 mm。在水轮机顶盖底部和底环上平面上装有橡胶密封条,防止或减少筒阀漏水。筒体与操作接力器提升杆的联接,采用埋入式螺栓联接与旋入式联接方式(如漫湾水电站)相比,具有以下2个优点:
(1)可避免筒体联接螺纹在安装或检修时研坏。
(2)当接力器发生故障时不须将筒体吊出机坑,缸接力器操作,接力器固定于顶盖上,在接力器下缸盖与顶盖间设置有垫环,当接力器缸与顶盖法兰面不垂直时,可通过修磨垫环进行调整。接力器提升杆与筒体的联接是采用长螺杆的间接连接方式,以避免提升杆与筒体的联接部分在动作时产生大的弯曲应力。提升杆与筒体接触间设有20 mm厚的垫环,便于调整提升杆的垂直度同时可增加接触面积,降低挤压应力。接力器中的丝杆副是接力器的关键部件,接力器活塞的直线运动转换为丝杆和同步机构的旋转运动是通过丝杆副来完成的。丝杆副的螺帽固定在接力器的活塞上,而丝杆上部受接力器上端部推力轴承的限位,当接力器活塞上下运行时,丝杆就做旋转运动,并带动同步机构转动。筒形阀操作油源为2台机共用1套YZ-6-4油压装置。
3.3 同步机构与指示装置
筒形阀动作是靠6只直缸接力器来操作的,接力器的同步动作极为关键。为实现这一目的,在每个接力器丝杆轴上都装有一个同径的双层链轮,用链条将相邻接力器彼此串联起来,以保证6只接力器动作速度一致,使筒体启闭平稳,避免筒体在动作时发卡。链条的松紧程度可通过张紧链轮装置进行调整,该装置设在每圈链条的中部。
筒形阀的行程指示,采用的是间接指示方式,即在6只接力器中的任意一个接力器链轮上再装一个链轮用来传动指示装置上的链轮,从而带动指示器上的梯形螺杆旋转使带有指针的螺帽上下运动。用百分数来表示筒形阀的开启、关闭程度。
4 筒形阀动水关闭试验
为检验筒形阀的动水关闭性能,石泉发电有限责任公司组织并邀请东方电机股份公司、陕西省电力公司、西北电力开发公司、西北勘测设计研究院、西安电力中心试验研究院等有关人员参加,于2001年3月6日~3月19日在石泉二期水电站4#水轮发电机组上进行了筒形阀静水及动水关闭试验。
4.1 静水关闭试验
静水关闭试验的目的是为了检验操作机构的性能,提高动水关闭时的可靠性。
静水关闭:在停机状态下,导水叶处在全关位置,手动启落筒形阀。试验中,筒形阀全开与全关过程,各接力器油缸操作油压均匀,筒体动作平稳,操作机构灵活可靠。静水全关闭时间70 s,全开时间118 s。
4.2 动水关闭试验
动水关闭试验共作了5个运行工况:空载
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