东风发电厂机组大轴中心补气装置改造.doc

东风发电厂机组大轴中心补气装置改造冯文东风发电厂机组大轴中心补气装置改造冯文贵 , 雷洪进(贵州东风发电厂 , 贵州 清镇 551408)摘 要 : 混流式水轮机运行过程中产生的尾水真空及空腔涡带是转轮发生空蚀的主要原因 , 空蚀使水轮机效率降低 、振动加大 , 严重时会造成设备损坏事故 。减小尾水真空及空腔涡带的方法就是对尾水管补气 。东风发电 厂原水轮机补气方式为尾水短管补气 , 补气效果差 , 且造成尾水锥管破坏严重及机组振动等问题 。经研究 , 东风发电厂结合机组增容改造将水轮机补气方式改为由大轴中心补气 , 本文介绍了大轴中心补气装置的结构特点 及改造后补气效果试验等 。关键词 : 水力机械 ; 空化 ; 空蚀 ; 大轴中心补气装置 ; 补气试验及结果 ; 东风发电厂中图分类号 : TK7301321文献标识码 : B文章编号 : 1007 20133 ( 2005 ) 0320054203果考虑 , 短管应尽可能接近中心 , 这就给尾水短管补气的设计带来 很 大的 局限 。从实 际 应用 效果 来 看 , 这种补气方式的补气效果也不好 。目前较大型的混流式水轮机较多采用大轴中心补气 , 因为这种补气方式的补气口直接通向尾水锥 管的负压区 , 在电站的实际运行中取得了很好的效 果 , 提高了 机组 运行 的 稳定 性 。我 国 漫 湾 、宝 珠寺 、李家峡 、江桠 、大朝山等电站的机组均采用大 轴中心补气 , 不仅如此 , 国外公司为我国二滩 、三 峡等大型机组的设计中也采用了大轴中心孔补气结 构 。前言东风发电厂是乌江干流梯级开发的第二级电 站 ,机组增容改造前总装机容量为 3 ×170 MW ,机组 增容改造后总装机容量为 3 ×190 MW。电站以发电 为主 ,兼顾防洪和灌溉 ,在贵州电网中担任调频和调 峰任务 。电站 3台水轮机的原补气方式为尾水管短管补 气 ,从机组长期的运行情况来看 ,该补气方式效果不 太理想 ,近几年来 3 台机尾水管里衬均出现了较为 严重的撕裂和空蚀破坏现象 ,引起机组出现异常振 动 (特别 是 在 固 有 振 动 工 况 区 运 行 时 更 为 严 重 ) , 影响了机组的安全稳定运行 , 同时给电厂带来了很 大的检修工作量 。因此 , 对水轮机补气系统进行研 究和改造非常必要 。02 东风发电厂机组大轴中心补气改造大轴中 心 补气 装置 由补 气 头 、大 轴 中 心 补 气 管 、外围补气管 、消声器及排水管路等组成 。211 补气头补气头由进气腔和排水腔组成 , 如图 1 所示 。 转动件与固定件之间采用浮动环密封 , 浮动环材质为高强度耐磨尼龙 , 从外部引入清洁水进行润滑和 冷却 。补气头外部的进气管上装有 1个橡胶瓣止回 阀 , 该阀可防止由于补气阀动作频繁阀板对阀体的 频繁撞击 , 减小噪声 ; 当不补气时止回阀处于闭合 状态可防止尾水倒灌 ; 当转轮泄水锥下部出现一定 负压 (低于 1 个大气压 ) 且足以克服橡胶瓣止回阀 阀芯阻力时 , 止回阀自动打开向转轮室下部补入空 气来破坏尾水真空 , 从而达到减小机组振动和过流 部件空蚀 的目 的 ; 尾水 真空 度越 大 , 则补 气量 越1 水轮机补气方式为了消除水轮机运行过程中在尾水锥管区域附 近形成的真空 , 减小尾水压力脉动及空蚀破坏 , 一 般常用自然补气和强迫补气的补气方式对该区域进 行补气 。以前设计的自然补气方式通常为尾水管短 管补气 , 即在尾水锥管段径向均布 3～4根补气管 , 通过环形补气腔连通后引出 , 补气总管末端装设尾 水真空补气阀 , 当尾水真空达到补气阀的设计开启 压力 (负压 ) 时 , 补气阀打开对尾水锥管补气 ; 而 强迫补气是从水轮机顶盖 、底环 、基础环和尾水管 锥管等处补入压缩空气 , 其效果较差而较少使用 。 由于受叶道涡的影响 , 水轮机形成负压的区域大多集中在转轮出口与尾水锥管之间的中心 。在尾水短管补气方式中 , 为了减小短管对水流的阻力 ,收稿日期 : 2005 204 211作者简介 : 冯文贵 ( 1973 2) , 男 , 贵州省福泉市人 , 工程师 , 从事大 、补气流速越高 。排水腔 与外 大 、补气流速越高 。排水腔 与外 部由 Φ 150 mm 的 排 水 管 路 连 接 , 将通过浮动环的冷却润滑水及大轴中心补气管的漏 水排走 。排水腔内装有 1个液位传感器 , 当排水腔内积水达到报警水位时发出报警信号 ; 若水位继续 升高则应停机检修 。212 大轴中心补气管大轴中心补气管采用 Φ 230 mm 的不锈钢钢管