徐德新，喬進(jìn)國（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南　大理 675702）

小灣水電站水輪機(jī)性能試驗(yàn)和技術(shù)改造綜述

徐德新，喬進(jìn)國
（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南大理 675702）

針對(duì)小灣水電站水輪機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及制造難度，為進(jìn)一步掌握機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)和功能技術(shù)，電廠組織開展了對(duì)轉(zhuǎn)輪、調(diào)速器、筒閥等核心部件的性能測試，并根據(jù)運(yùn)行情況開展重大設(shè)備改造，有效地提高了水輪機(jī)運(yùn)行性和可靠性；積極推進(jìn)技術(shù)和管理創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理信息化和智能化。

穩(wěn)定性；頂蓋取水；技術(shù)改造；小灣水電站

1　工程概況

小灣水電站位于云南省鳳慶縣和南澗縣交界的瀾滄江上，地下廠房內(nèi)安裝有6臺(tái)單機(jī)700 MW的立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為4 200 MW，額定水頭為216 m，多年平均發(fā)電量為189.9億kW·h，采用筒閥作為主閥，電站以500 kV電壓等級(jí)接入電力系統(tǒng)，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用，電站按無人值班（少人值守）設(shè)計(jì)。

小灣水電站水輪機(jī)型號(hào)為HL153-LJ-660，額定出力714 MW；最大水頭251 m；設(shè)計(jì)水頭216 m；最小水頭164 m；設(shè)計(jì)流量360.3 m3/s；額定轉(zhuǎn)速150 r/min；轉(zhuǎn)輪公稱直徑6 600 mm；活動(dòng)導(dǎo)葉24個(gè)；安裝高程980 m；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量110 000 t·m2；軸向水推力27 000 kN；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉時(shí)間6～12 s；推力軸承載荷10 500 kN；水庫正常蓄水位1 240 m；飛逸轉(zhuǎn)速286 r/min。

2　小灣水輪機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及制造難度

（1）小灣水輪機(jī)額定出力700 MW，單機(jī)容量大，額定轉(zhuǎn)速高，為該水頭段單機(jī)容量世界最大。小灣水輪機(jī)制造難度系數(shù)達(dá)10 933，蝸殼制造難度系數(shù)為942.5，均屬世界前列，對(duì)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量控制、運(yùn)行維護(hù)提出前所未有的挑戰(zhàn)。

（2）水輪機(jī)運(yùn)行水頭高，水頭變幅較大，最大水頭（251 m）與最小水頭（164 m）比值達(dá)1.53，運(yùn)行水頭變幅達(dá)87 m，機(jī)組運(yùn)行條件苛刻，要求水輪機(jī)具有寬幅度的水頭適應(yīng)性、穩(wěn)定性和高效性。

（3）小灣水輪機(jī)效率高，達(dá)到96.4%，轉(zhuǎn)輪直徑為6 600 mm，出水邊較薄，是700 MW水輪機(jī)組中水頭最高的水輪機(jī)，對(duì)葉片材料和制造質(zhì)量提出了很高的要求。

（4）水輪機(jī)設(shè)置數(shù)字式同步電液控制系統(tǒng)的筒閥，可有效減少機(jī)組漏水量及活動(dòng)導(dǎo)葉空蝕。但筒閥的強(qiáng)度及剛度要求高，安裝工藝復(fù)雜，精度要求高，對(duì)座環(huán)現(xiàn)場加工精度提出了更高的要求。

（5）調(diào)速器作為水輪機(jī)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，采用公稱直徑為250 mm的主配壓閥，閥芯與閥套之間配合精度要求高，其調(diào)節(jié)品質(zhì)的好壞直接影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全可靠性運(yùn)行有著重大意義。

3　小灣水電站水輪機(jī)性能試驗(yàn)和測試

小灣水電站水輪機(jī)自2009年運(yùn)行以來，為了進(jìn)一步掌握機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)和功能技術(shù)，電廠組織開展對(duì)轉(zhuǎn)輪、調(diào)速器、筒閥等核心部件的性能測試。

3.1水輪機(jī)全水頭、全負(fù)荷段穩(wěn)定性試驗(yàn)

小灣水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪有15個(gè)“X”型負(fù)傾角葉片，公稱直徑為6.6 m。小灣轉(zhuǎn)輪利用德國海德海姆福伊特水電集團(tuán)的高水頭水輪機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了模型試驗(yàn)。水輪機(jī)模型最高效率為95.06%，換算成原型后為96.45%；模型機(jī)加權(quán)平均效率為94.09%，真機(jī)加權(quán)平均效率為95.48%，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪能量指標(biāo)較高，并且在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)水輪機(jī)有較高的效率，最優(yōu)工況區(qū)較寬。

小灣機(jī)組安裝有TN8000機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)和振擺保護(hù)系統(tǒng)，并邀請(qǐng)?jiān)颇想娏υ囼?yàn)研究院開展各水頭全負(fù)荷段的穩(wěn)定性及效率試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，小灣電站6臺(tái)水輪機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性能基本相同，試驗(yàn)中對(duì)機(jī)組各部位振動(dòng)擺度、壓力脈動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)結(jié)合機(jī)組動(dòng)應(yīng)力測試，對(duì)各負(fù)荷段下的壓力脈動(dòng)、振動(dòng)擺度情況進(jìn)行測試和分析。試驗(yàn)后根據(jù)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性特點(diǎn)，全水頭全負(fù)荷區(qū)間可劃分為：禁止運(yùn)行區(qū)、限制運(yùn)行區(qū)、振動(dòng)區(qū)、穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)4類。

通過對(duì)水輪機(jī)全水頭、全負(fù)荷段穩(wěn)定性試驗(yàn)，小灣電廠優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行方式，調(diào)整AGC有功調(diào)節(jié)策略，避免機(jī)組在禁止、限制運(yùn)行區(qū)運(yùn)行，避免頻繁跨越振動(dòng)區(qū)，積極和電網(wǎng)調(diào)度單位協(xié)調(diào)優(yōu)化機(jī)組負(fù)荷分配，提高了小灣水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

3.26 600 mm直徑轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力測試

小灣水輪機(jī)投入運(yùn)行以來，多次發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪開裂現(xiàn)象，且多發(fā)生在葉片出水邊與下環(huán)連接處。針對(duì)于此，開展轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力測試，對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的靜態(tài)應(yīng)力和動(dòng)態(tài)應(yīng)力進(jìn)行測試。通過對(duì)各種工況下葉片的應(yīng)力、壓力脈動(dòng)測試顯示，小灣水輪機(jī)在連續(xù)穩(wěn)定區(qū)和限制運(yùn)行區(qū)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)應(yīng)力主要來自于無翼區(qū)的動(dòng)靜干涉。特別是在200 MW負(fù)荷以下，多個(gè)葉道渦帶和水力繞流的混頻作用，動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)超過正常運(yùn)行工況值，極易造成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的疲勞破壞。

通過轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)，小灣電廠全面掌握了轉(zhuǎn)輪在各工況下的動(dòng)、靜應(yīng)力情況，評(píng)估在不同運(yùn)行條件下的轉(zhuǎn)輪運(yùn)行壽命，為合理劃分機(jī)組安全運(yùn)行區(qū)域提供科學(xué)依據(jù)，較為全面的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)輪安全可靠性能，對(duì)進(jìn)一步分析大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片開裂原因和深入開展轉(zhuǎn)輪可靠性研究具有重要意義。

3.3700 MW級(jí)水輪機(jī)頂蓋取水試驗(yàn)

小灣電站單臺(tái)機(jī)組冷卻用水量約2 100 m3/h，機(jī)組技術(shù)供水采用單元水泵供水方式，采用離心水泵從機(jī)組尾水管取水，經(jīng)DN450的管路向機(jī)組供水。此外，設(shè)計(jì)有從頂蓋泄壓排水管引出一路作為頂蓋取水，作為水泵取水的備用。

2011年，小灣電廠在6號(hào)機(jī)組開展以頂蓋取水作技術(shù)供水水源的試驗(yàn)工作。在停機(jī)態(tài)下將供水方式切至頂蓋取水供水后開機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行，在空載、200、450、550、650 MW等工況點(diǎn)下穩(wěn)定運(yùn)行至瓦溫、水量基本穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果顯示各負(fù)荷點(diǎn)下軸承瓦溫、機(jī)組振擺等均滿足運(yùn)行要求。

通過一系列的試驗(yàn)和分析，電廠確定了頂蓋取水供水作為備用供水水源的技術(shù)可行性，緊急情況下可以進(jìn)行供水切換，滿足機(jī)組供水需求。

3.4高水頭、大負(fù)荷下的筒閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)

隨著筒閥應(yīng)用的不斷推廣，筒閥的動(dòng)水關(guān)閉性能和安全性越來越受到重視。為了測試筒形閥在動(dòng)水關(guān)閉過程中接力器同步性、機(jī)組振擺、壓力上升及水力下拉力，小灣電廠專門開展了208 m水頭下筒閥帶負(fù)荷下動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)。

電廠分別在200、350、500、665 MW負(fù)荷下進(jìn)行了筒閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)，在動(dòng)水關(guān)閉過程中，關(guān)閉時(shí)間無變化，筒閥系統(tǒng)對(duì)6個(gè)接力器位移同步調(diào)節(jié)性能良好，偏差在2 mm以內(nèi)。接力器有桿腔壓力隨著開度的減小逐漸升高，且關(guān)閉至0.5%開度時(shí)達(dá)到最大，約兩倍系統(tǒng)油壓；水力下拉力方在幾乎到達(dá)全關(guān)狀態(tài)瞬間時(shí)，達(dá)到最大。

此次筒閥動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了700 MW水輪機(jī)筒閥在高水頭下平穩(wěn)、快速的動(dòng)水關(guān)閉，測試了筒閥作為緊急事故情況下一種水機(jī)保護(hù)的安全性，對(duì)同類型電廠筒閥運(yùn)行有參考價(jià)值。

4　小灣水輪機(jī)重大設(shè)備優(yōu)化和技術(shù)改造綜述

4.1頂蓋泄壓管節(jié)流板改造

小灣水輪機(jī)在轉(zhuǎn)輪上冠設(shè)置4根DN350的泄壓管，將進(jìn)入上冠的水排至機(jī)組尾水，及時(shí)排除頂蓋水壓，減小軸向水推力。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)在部分工況下水輪機(jī)坑內(nèi)泄壓管出現(xiàn)異常振動(dòng)和撞擊噪聲，且與機(jī)組負(fù)荷、尾水位有關(guān)系。

經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，頂蓋泄壓管排水口位于尾水錐管，在部分負(fù)荷下尾水錐管處的壓力脈動(dòng)引起泄壓管路的共振；且泄壓管口從轉(zhuǎn)輪上冠引出口后管路直徑偏大，水流沒有完全充滿管路引起脫流空化，經(jīng)多個(gè)彎頭和轉(zhuǎn)向造成沖擊和碰撞，形成無規(guī)律的異常振動(dòng)和噪聲。

經(jīng)研究，電廠決定在頂蓋上環(huán)板與泄壓管連接處增加節(jié)流穩(wěn)流孔板，設(shè)置4個(gè)節(jié)流孔，每個(gè)孔直徑為75 mm，有效減小泄壓管內(nèi)水流速，穩(wěn)定水流態(tài)，減少了頂蓋無翼區(qū)壓力脈動(dòng)與椎管內(nèi)壓力脈動(dòng)對(duì)泄壓管的相互作用，消除了異常振動(dòng)和沖擊噪聲。

4.2大軸中心孔補(bǔ)氣閥改造

為保證機(jī)組在部分負(fù)荷工況下的穩(wěn)定運(yùn)行，小灣水輪機(jī)在發(fā)電機(jī)頂端設(shè)置中心孔補(bǔ)氣裝置。數(shù)年運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，該彈簧加浮筒式油緩沖補(bǔ)氣閥盤在上下運(yùn)動(dòng)中多次出現(xiàn)緩沖油腔密封磨損漏油、密封面橡膠條損壞造成漏水等缺陷，易造成補(bǔ)氣閥發(fā)卡，給發(fā)電機(jī)運(yùn)行帶來嚴(yán)重隱患。

為徹底消除隱患，電廠決定采用XBF系列空氣緩沖式補(bǔ)氣閥，利用空氣壓縮緩沖技術(shù)，以空氣作為緩沖介質(zhì)，在緩沖活塞上裝有緩沖逆止閥。閥體在彈簧力的作用下關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了速開、速閉、到位緩慢關(guān)閉，新補(bǔ)氣閥軸與緩沖活塞采用了萬向連接器，所以動(dòng)、靜套件的同心度好，不會(huì)出現(xiàn)卡澀。

為了防止尾水位過高時(shí)補(bǔ)氣閥關(guān)閉不嚴(yán)造成補(bǔ)氣管漏水，在補(bǔ)氣閥座底部設(shè)置一個(gè)七孔浮球止逆閥，閥體采用不銹鋼材料，密封浮球采用真空的不銹鋼球，耐密封壓力為0.25 MPa。當(dāng)尾水位較高時(shí)，尾水將真空浮球托起堵住補(bǔ)氣管道，可有效防止反水錘，是整個(gè)補(bǔ)氣管道的第二道保護(hù)。

通過改造，有效解決原有補(bǔ)氣閥漏油、卡澀等缺點(diǎn)，增加了補(bǔ)氣量，有效改善轉(zhuǎn)輪運(yùn)行工況，保證了機(jī)組運(yùn)行安全。

4.3水導(dǎo)軸瓦支撐環(huán)密封齒改造

小灣電廠水輪機(jī)導(dǎo)軸承為分瓦塊自潤滑軸承，自循環(huán)外冷式油循環(huán)，熱油通過主軸滑轉(zhuǎn)子泵入冷卻器，冷卻后的油通過軸瓦上部的環(huán)管將油均勻的噴淋在軸瓦之間和滑轉(zhuǎn)子上。

2011年2、4號(hào)機(jī)組在連續(xù)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)瓦溫、油槽溫度不斷升高并達(dá)到報(bào)警值，根據(jù)油溫、水溫情況發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)油循環(huán)不暢造成。停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)軸瓦支撐環(huán)的接觸式密封齒損壞，隨動(dòng)密封彈簧片相互疊加，造成部分軸瓦支撐環(huán)間隙明顯增大，有的甚至達(dá)到了5mm，造成水導(dǎo)油槽冷熱油腔互竄油循環(huán)動(dòng)力不足，冷卻效率降低。

鑒于支撐環(huán)的接觸式密封齒彈簧片容易松脫導(dǎo)致密封齒失效，電廠決定更換為聚四氟乙烯材質(zhì)的非接觸式密封齒，通過修型保證密封齒與軸領(lǐng)間隙在0.2～0.4 mm，有效保證了冷熱油腔壓差，保證循環(huán)動(dòng)力提高冷卻能力。

4.4活動(dòng)導(dǎo)葉上浮卡澀處理

2012年，在4號(hào)機(jī)組檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)水機(jī)構(gòu)存在卡澀現(xiàn)象，部分活動(dòng)導(dǎo)葉上端面與頂蓋抗磨板研傷。經(jīng)對(duì)導(dǎo)葉端面間隙進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，端面總間隙未變化，但上端面間隙明顯縮小，個(gè)別活動(dòng)導(dǎo)葉上端面間隙只有不到0.10 mm，初步判斷在機(jī)組運(yùn)行過程中活動(dòng)導(dǎo)葉有不同程度的上浮現(xiàn)象。

針對(duì)以上分析，電廠利用檢修機(jī)會(huì)對(duì)活動(dòng)導(dǎo)葉上軸頸圓弧過度處R5與頂蓋中軸孔C5倒角進(jìn)行修磨，打磨出較大過渡邊；重新分配導(dǎo)葉端面間隙，上下端面間隙按照6∶4比例調(diào)整，并控制拐臂防抬壓板間隙在0.05～0.10 mm間；將拐臂上原導(dǎo)葉端面間隙調(diào)整墊片由銅片更換為不銹鋼墊片，確保不發(fā)生變形；疏通活動(dòng)導(dǎo)葉下端的底環(huán)排水孔，防止排水孔堵塞導(dǎo)致導(dǎo)葉上浮。經(jīng)處理，小灣機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)卡澀情況消失，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈活。

4.5插裝式事故配壓閥加裝

小灣水電站調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械液壓部分主要由油壓裝置、主配壓閥、鎖錠系統(tǒng)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。由于種種原因，電站投產(chǎn)時(shí)僅設(shè)置了筒閥而未設(shè)置事故配壓閥。

2013年小灣電廠加裝了插裝閥式事故配壓閥，由4個(gè)大流量的插裝閥和先導(dǎo)閥、液控閥組成、瑞典圖拉博（TURAB）過速保護(hù)器構(gòu)成。事故配壓閥主要應(yīng)用在機(jī)組的過速保護(hù)中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速過高、主配壓閥拒動(dòng)、倒水機(jī)構(gòu)操作失靈時(shí)，事故配壓閥動(dòng)作直接將壓力油從油壓裝置接入接力器，實(shí)現(xiàn)不依賴于主配的、僅靠純機(jī)械或電氣過速的硬回路驅(qū)動(dòng)事故配內(nèi)部閥芯，使活動(dòng)導(dǎo)葉無條件、快速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)機(jī)組緊急停機(jī)，保障機(jī)組和水工建筑物的安全。

小灣水輪機(jī)插裝式事故配壓閥具有動(dòng)作可靠靈敏、成本較低、結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)泄漏量小等優(yōu)點(diǎn)，在安裝后運(yùn)行穩(wěn)定，未發(fā)生過閥芯卡澀、拒動(dòng)等現(xiàn)象，同時(shí)配合機(jī)械過速裝置、進(jìn)水口事故門做多重水機(jī)保護(hù)。

4.6頂蓋泄壓排水管路柔性節(jié)改造

小灣水輪機(jī)在頂蓋處設(shè)置四根DN350的泄壓管，泄壓管中部設(shè)置柔性節(jié)緩沖軸向位移，減小頂蓋振動(dòng)和水力脈動(dòng)對(duì)管路的影響。機(jī)組在長期運(yùn)行過程中由于管路振動(dòng)和竄動(dòng)出現(xiàn)柔性節(jié)螺栓斷裂、密封破損情況。

為徹底消除隱患，減少日常維護(hù)量，電廠選用壓蓋式松套限位伸縮接頭替代原有的柔性節(jié)。該柔性節(jié)由壓蓋、本體、密封圈、限位螺桿、螺母、限位伸縮管等組成，密封圈采用丁晴橡膠材質(zhì)的錐形密封圈，充壓后與壓蓋形成錐度受力，受力越大密封越緊；同時(shí)增加了限位螺桿裝置，管道在允許的伸縮量中可以自由伸縮，補(bǔ)償因振動(dòng)引起的泄壓管軸向位移和徑向振動(dòng)，承受管道的壓力和推力，保證伸縮節(jié)密封完好。

4.7優(yōu)化調(diào)速器開機(jī)規(guī)律實(shí)現(xiàn)軟開機(jī)

根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力測試發(fā)現(xiàn)，不良的調(diào)速器開機(jī)規(guī)律也是造成葉片疲勞損傷、開裂的重要原因。原有的開機(jī)規(guī)律中，導(dǎo)葉迅速開到空載開度并保持，整個(gè)開機(jī)過程中葉片動(dòng)應(yīng)力較大。

通過對(duì)不同的開機(jī)時(shí)間和開機(jī)曲線下的葉片動(dòng)應(yīng)力的對(duì)比測量，電廠選用一種優(yōu)化后的調(diào)速器開機(jī)規(guī)律，即導(dǎo)葉按0.25%導(dǎo)葉全開度/秒的開啟速率從全關(guān)至1.4倍的空載開度，轉(zhuǎn)速達(dá)到90%的額定轉(zhuǎn)速后導(dǎo)葉開度開至1.3倍的空載開度，轉(zhuǎn)速到達(dá)95%的額定轉(zhuǎn)速后調(diào)速器控制邏輯由開機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為空載狀態(tài)。

通過實(shí)測，轉(zhuǎn)輪葉片下環(huán)側(cè)的動(dòng)應(yīng)力峰值由原來的開機(jī)規(guī)律下的340 MPa降至200 MPa，葉片上冠側(cè)的動(dòng)應(yīng)力峰峰值則由55 MPa將至30 MPa，而開機(jī)時(shí)間僅增加了20 s，符合電網(wǎng)對(duì)水電機(jī)組快速啟動(dòng)的要求。

4.8筒閥直缸接力器全開指示裝置改造

小灣筒閥每個(gè)直缸接力器頂部設(shè)置一個(gè)全開位置行程開關(guān)，反饋指示桿采用O型密封圈，用來指示筒閥活塞處于全開位置。在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，隨動(dòng)指示桿筒閥啟閉過程中多次發(fā)生密封失效導(dǎo)致漏油的問題。

電廠重新對(duì)該處密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，將整個(gè)反饋裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。改進(jìn)后的裝置結(jié)構(gòu)布置更合理，采用軸向及徑向密封均為固定式密封，均安裝在反饋桿安裝孔外，能有效避免動(dòng)作過程中損傷及安裝過程中的機(jī)械損傷，延長使用壽命，保證密封性能。自從改造以來，該處未發(fā)生過泄漏，反饋裝置動(dòng)作可靠。

4.9筒閥同步控制邏輯優(yōu)化

小灣水輪機(jī)筒閥控制系統(tǒng)主要采用同軸馬達(dá)電液同步系統(tǒng)，機(jī)械液壓部分由6臺(tái)接力器、1套綜合控制閥組、1個(gè)同步分流器、6套同步閥組等構(gòu)成；電氣部分由可編程控制器PLC、接力器位移傳感器、位置開關(guān)及信號(hào)功率放大版等組成。

小灣電廠將筒閥啟閉串入開停機(jī)流程中，導(dǎo)葉全關(guān)后落下筒閥，可有效防止水量損失和間隙汽蝕。但在運(yùn)行過程中，發(fā)生數(shù)次筒閥卡阻現(xiàn)象，且多發(fā)生在筒閥關(guān)閉至96%～98%開度之間。多次試驗(yàn)后，認(rèn)為筒閥長期在全開狀態(tài)下各接力器有桿腔壓力逐漸出現(xiàn)不平衡容易在關(guān)閉的一瞬間發(fā)生卡阻；在緩沖階段轉(zhuǎn)為分流器供油切換的過程中，由于液控?fù)Q向閥制造差異，容易造成供油流量的不平衡引起卡阻。

根據(jù)上述判斷，電廠決定對(duì)筒閥同步控制系統(tǒng)的邏輯進(jìn)行調(diào)整：

（1）為避免油路切換引起各接力器供油量偏差，取消筒閥關(guān)閉初始階段緩沖，先打開主油路由分流器供油，比例閥參與位移糾偏。

（2）為避免接力器下腔壓力不平衡，筒閥在接到關(guān)閉令后，先打開液控閥向接力器下腔供油，平衡各接力器下腔壓力，延時(shí)兩秒后再向接力器上腔供油開始關(guān)閉程，在接近全關(guān)時(shí)進(jìn)行比例閥供油緩沖。

通過同步控制邏輯改造，筒閥可以很好的平衡接力器壓力，防止筒閥突然動(dòng)作引起的位移偏差，在改造后運(yùn)行未發(fā)生過卡澀情況。

5　小灣電站精益化生產(chǎn)管理

小灣電廠自成立以來，緊緊圍繞安全生產(chǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行這一目標(biāo)，推進(jìn)安全生產(chǎn)管理體系建設(shè)，通過日常巡檢、定檢維護(hù)、更新改造，逐步提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，為實(shí)現(xiàn)無人值班、創(chuàng)建國際一流水電廠打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5.1加強(qiáng)設(shè)備巡檢和運(yùn)行分析，完善動(dòng)態(tài)建模工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和劣化趨勢

電廠開展日常運(yùn)行巡檢和專業(yè)巡檢，時(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)；將設(shè)備管理工作分解到日、周、月，并責(zé)任到人，明確工作周期和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，納入信息化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，做到設(shè)備工作標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、清單化。

開發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，將監(jiān)控系統(tǒng)、振擺系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測結(jié)合起來，多方面開展設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析和劣化趨勢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和故障；完善、優(yōu)化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)預(yù)警定值，拓展相關(guān)量分析的作用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平臺(tái)中設(shè)備運(yùn)行報(bào)警功能，及時(shí)反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

5.2強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)管理，完善基礎(chǔ)管理，加大力度對(duì)設(shè)備的更新改造

電廠始終將基礎(chǔ)工作作為設(shè)備管理的重中之重。持續(xù)完善設(shè)備技術(shù)臺(tái)帳、設(shè)備備品定額臺(tái)帳并定期更新，全面提升設(shè)備管理水平；編制可視化作業(yè)指導(dǎo)書、可視化巡檢指導(dǎo)書，深入開展檢修工藝教學(xué)視頻制作、設(shè)備缺陷故障詞典匯編和備品定額臺(tái)賬修編等工作。

同時(shí)，電廠狠抓設(shè)備整治和技術(shù)改造，積極開展設(shè)備技術(shù)改造和升級(jí)，了解國內(nèi)外新技術(shù)、新材料、新科技的發(fā)展，采用和推廣成熟新技術(shù)，不斷提高設(shè)備可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性，先后對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組、各輔助控制設(shè)備進(jìn)行重大改造36項(xiàng)，零星優(yōu)化和技改上百項(xiàng)，有效地保障了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督工作，強(qiáng)化技術(shù)改造和升級(jí)，強(qiáng)化設(shè)備管理的廣度和深度

在積極開展設(shè)備管理的同時(shí)，電廠設(shè)立三級(jí)技術(shù)監(jiān)督網(wǎng)路，做好專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作，兩者相互促進(jìn)，堅(jiān)持開展周分析、月分析，跟蹤設(shè)備重大缺陷和重大隱患，進(jìn)行長期監(jiān)控和趨勢分析。

各技術(shù)監(jiān)督小組及時(shí)分析設(shè)備存在的問題與劣化趨勢，并提出具體解決辦法，充分發(fā)揮了技術(shù)監(jiān)督體系對(duì)生產(chǎn)管理的指導(dǎo)作用；通過對(duì)各設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)督、檢查、調(diào)整、評(píng)價(jià)，促進(jìn)技術(shù)專業(yè)管理，保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

6　結(jié)語

作為國內(nèi)大型水電廠，小灣電廠以安全生產(chǎn)為中心，以機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行為重點(diǎn)，強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)管理和安全管理，不斷推進(jìn)無人值班建設(shè)，積極推進(jìn)技術(shù)和管理創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化和智能化，不斷踐行和探索大型水電廠安全生產(chǎn)管理的新模式，為創(chuàng)建國際一流水電產(chǎn)不斷努力。

［1］曾鎮(zhèn)鈴，徐正鎬，王曉龍.小灣水電站水輪機(jī)主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式選擇［J］.水力發(fā)電，2006（11）：94-96.

［2］林洪德，劉禮政，杜江.小灣水電站Φ8.69 m筒形閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.東方電機(jī)，2010（04）：9-13.

［3］何春山，尹述紅.小灣水電站調(diào)速器液壓系統(tǒng)的方案比選［J］.水力發(fā)電，2009，35（9）87-90.

（責(zé)任編輯高瑜）

Review on Turbine Performance Testing and Technical Transformation of Xiaowan Hydropower Station

XU Dexin，QIAO Jinguo
（Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant，Dali 675702，Yunnan，China）

In light of the technical features and manufacturing difficulties of turbines in Xiaowan Hydropower Station，the performance tests of runner，governor and cylinder valve are carried out to further understand the features and functions of unit operation.The technical transformations of major equipments are further conducted based on operation，and the operation and reliability of the turbine are effectively improved.The innovations on technology and management also achieve the informatization and intelligence of operation management.

stability performance；water-taking from head cover；technical reformation；Xiaowan Hydropower Station

TM312（274）

B

0559-9342（2015）10-0029-05

2015-07-22

徐德新（1985—），男，山東棗莊人，工程師，從事水電廠機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理工作.