寶珠寺電站導葉漏水問題處理

林海

【摘要】寶珠寺電廠因導葉漏水量大的問題，造成電站出現諸多安全隱患。通過一次極具針對性的改造，成功解決了電站導葉漏水量過大的問題。

【關鍵詞】寶珠寺；水輪機；導葉；漏水量；底環；改造

一、電站概況

寶珠寺水電站位于中國四川省廣元市、嘉陵江支流白龍江下游，距昭化18km。混凝土重力壩，最大壩高132m。校核水位時水庫總庫容25.5億m3，水電站裝機容量70萬kW，保證出力16萬kW，多年平均發電量22.78億kW·h。工程以發電為主，兼有防洪、灌溉效益，灌溉面積可達15.5萬km2。1984年復工，1996年第一臺機組發電，1998年竣工。寶珠寺水輪機基本參數見表1：

二、寶珠寺問題及分析

1.問題描述

寶珠寺電站共4臺裝機，截至2017年初，投運時間最長的機組已投入運行19年，期間機組停機后4臺機的導葉漏水量出現不同程度的增加。導葉漏水量過大，對導葉造成了汽蝕，機組停機時間加長甚有機組停機后發生蠕動現象，對機組的剎車裝置、推力瓦等部件造成了嚴重威脅，給機組帶來諸多安全隱患，對機組穩定運行帶來危害。

2.原因分析

活動導葉是水輪機導葉水構中的重要組成部分，在水輪機運行過程中擔負著調節進入轉輪的水流量和改變進入轉輪水流角度的重任。活動導葉屬于運動件，頂蓋、底環屬于固定件，所以活動導葉與頂蓋、底環之間不可避免地存在間隙，這些間隙則成為活動導葉全關時的漏水點。

在設計時，一般會針對導葉漏水問題，設置適當的導葉端面密封。過去的機組大多采用的橡膠密封，這種密封最大的缺點就是密封條容易被水流沖刷脫落，故有的電站選擇了放棄設置導葉端面密封，寶珠寺電站即為其中之一。不設置導葉端面密封，減小漏水量就只能依靠嚴格控制導葉端面間隙和立面間隙值。然而，由于加工制造誤差、安裝誤差，以及長期運行過程中產生的汽蝕、磨損、變形等，使這些間隙不斷變大，而原本的結構無法對這些間隙進行補償，進而導致了漏水量也逐年加大。

三.問題處理方案制定

根據以上分析可以確定，要解決寶珠寺導葉漏水量逐年增大的問題，需要在相當的過流面上增加帶自補償功能的端面密封結構。結合寶珠寺電廠需求和實際情況，由于檢修周期較短，無法對現有部件進行較大改動，且不具備條件對與導葉相關的所有過流部件進行改造，故將改造范圍最大程度限制在了僅僅對底環進行改造。參考近年來新機組成熟的端面密封結構形式，初步確定了在底環上增加彈性自補償形式的圖1密封結構方案，結構形式如圖1。

四、實施過程

1.原底環改造

由于原底環不具備安裝新密封結構的條件，故在電站將底環運回廠后，需要在底環過流面上沿導葉分布圓周加工安裝端面密封結構的環槽及螺孔等，如圖2。

2.抗磨板補強

由于加工環槽時將原為整體的不銹鋼抗磨板切成了兩段，為了不影響抗磨板與頂蓋連接的剛強度，對抗磨板與頂蓋之間的連接進行了補強。

3.密封裝配

在上述工作進行過程中，同時生產相關的密封環，密封壓板，內六角螺釘等端面密封結構零件，生產完成后，即可按圖1進行裝配。

4.其它工作

其它需修復的部位如原過流面的汽蝕、磨損；過流面水平度調整；原止漏環圓度調整等。修復完成后即可發回電廠安裝使用。

五、改造效果驗證

為了驗證改造效果，寶珠寺電站采用容積測量法分別于改造前和改造后進行了兩次導葉漏水量試驗，導葉漏水量從0.75m3/s減小到0.4m3/s，效果顯著。

六、結語

在寶珠寺底環改造過程中，通過重新設計具備彈性自補償功能的端面密封結構，成功解決了導葉漏水量過大的問題。整個改造過程周期短，效果好，后續幾臺機的底環改造可參照本次改造進行，如條件成熟，頂蓋也可一并改造，導葉漏水量會進一步減小，將會取得更加讓人滿意的效果。同時，也希望本文對其它存在類似問題的電站的改造，提供一種思路和借鑒。