大金坪水電站機組控制環上抬的處理

王曉東

(四川中鐵能源五一橋水電公司,四川 九龍,627200)

1 概況

大金坪水電站位于四川省石棉縣境內,距石棉縣城約16km,是松林河干流“一庫九級”開發方案中的第三個梯級,采用灣、洪兩庫聯合方式引水。電站安裝有三臺單機容量為43MW的立軸混流式水輪發電機組,總裝機129MW,單機額定流量為26.4m3/s,轉輪直徑2050mm,額定水頭185m,年平均發電量6.36億kW.h,年利用小時數4930h,首臺機組于2007年6月投運。

大金坪水電站兩臺機組在投運后出現控制環上抬現象。其中,1#機組控制環最大上抬量約為11mm,2#機組控制環最大上抬量約為25mm。1#、2#機組控制環上抬均發生在+X和-X偏+Y方向,控制環是在開機和關機過程中上抬,而在機組導葉全關后自動回到原位。控制環上抬導致連板上抬(連板克服軸套限位上抬),且導水機構開關卡阻。同時,導葉在蝸殼有壓情況下不能關至零,蝶閥關閉后(蝸殼無壓)導葉自動關至零。

2 原因分析

2.1 控制環上抬力矩大于穩定力矩

已知大金坪水電站接力器導管直徑d=180mm;操作油壓P=40kg/cm2;可得F=10.2t。

控制環抬起力矩公式:M′=F′H

已知控制環不平衡力F的反作用力F′=F=10.2t,控制環耳環至控制環滑動面的距離H=0.364m,可知控制環上抬力矩M′=10.2×0.364=3.71t.m。

控制環穩定力矩公式:M=GR

已知控制環自重G=0.96t,控制環滑動半徑R=0.793m(φ1.586m),可得M=0.96×0.793=0.76t.m,則M＜M′,即控制環抬起力矩M′大于穩定力矩M。

2.2 導水機構接力器、頂蓋等重要部件安裝高程存在偏差

通過對三臺機組接力器安裝高程進行校核,發現1#、2#均比設計高程高,分別為:1#機約高+5mm;2#機約高+6mm;3#機約高+1mm(規范為±1mm)。安裝高程超出規范值將直接增加控制環抬起力矩,當控制環穩定力矩不變時,將導致控制環上抬量的增加,是控制環上抬的原因之一。……