水輪發電機組導葉漏水量診斷新方法

尹德亮 白永皓 鞏穎攀

國網新源控股有限公司檢修分公司 北京 100068

根據水輪發電機組導葉漏水量的測定，能夠有效幫助找到導葉漏水的原因，進行及時的故障處理，提升發電機的工作效率。在水輪發電機組導葉漏水量的測量中，需要把握關鍵部位的檢查，強化新技術應用，能夠有效提升導葉漏水量測量效率，幫助解決相應的故障問題。

1 水輪發電機組導葉漏水對于發電機的影響

1.1 影響發電的經濟效益

在使用水輪發電機進行水力發電的過程中，導葉漏水現象會導致發電機的水能利用率下降，發電量就會降低，對于發電生產工作效率的提升大大不利，還會造成水資源的浪費。現階段，一些水利發電廠在運行過程中，需要接受一定的電網限制，進行帶負荷工作，這樣機組實際的運行時間降低了，停機時間增加的話，會導致漏水量增加，降低水能利用，直接導致經濟損失。

1.2 停機時間延長，導致燒瓦現象發生

如果發電機組存在導葉漏水的情況，就很難保證在規定的時間內實現停機，發電機轉速不能有效降低，延長停機時間，這樣就會導致導葉轉動減速，造成局部受熱增加，嚴重時還會燒壞推力瓦，影響發電機性能穩定，帶來安全隱患。

1.3 導致間隙氣蝕

在導葉漏水的情況下，導葉的端面以及立面間隙也會不斷增大，漏水量不斷增加，因為間隙問題存在，就會發生間隙射流現象，造成水壓的突然變化產生間隙氣蝕現象，這種現象對于導葉會產生一定的影響，致使導葉受損嚴重，氣蝕現象會進一步加劇漏水問題。

1.4 漏水情況嚴重，導致噪聲增加

如果發電機組導葉的漏水量過大，就會導致射流的聲音越來越大，這種射流的聲響在一定程度上增加發電機運行的噪音，噪音還會造成設備產生振動，影響設備的正常使用。

2 導葉漏水原因分析

2.1 導葉關閉后存在的間隙漏水

在發電機組導葉關閉的情況下，會出現三種間隙漏水現象，第一種是導葉上下端面和頂蓋底環之間出現端面間隙問題，按照相關的設計圖紙，這種間隙距離一般要控制在0.6毫米-1毫米之間，但是一些發電機組的這一間隙距離超出了這個規范，間隙距離較大，從而加劇了漏水問題；第二種是對導葉實施捆綁后的立面間隙問題，這一立面間隙需要在導葉關閉的情況下保證嚴密性，允許導葉體在四分之一高度位置有小于0.05毫米的間隙，而在實際情況中，一些導葉的密封條存在部分破損的情況，導致間隙分布不均勻，也會增加漏水量；第三種是導葉各軸頸處存在間隙問題，這主要是因為在設計和安裝的過程中，導葉各軸頸處存在一些間隙，這是很難避免的，不能完全避免，只能通過有效的技術操作，將這個間隙控制在合理范圍內。

2.2 導葉與頂蓋在單側水壓作用下出現間隙漏水

因為導葉在設計和使用材料上的問題，在蝸殼內充滿水的情況下，其壓力增大，使得導葉和頂蓋承受一定的水壓，要是設計和使用的材料無法對抗這種壓力，就會導致一些輕微的變形情況，簡潔導致立面間隙的擴大，頂蓋稍稍上抬，下端面間隙增大，也會造成導葉漏水量增加。

2.3 振動造成立面間隙增大

水輪發電機組在停止運作后，因為調速器的零點漂移變化，接力器的壓緊行程也會逐漸發生改變，壓緊行程前調速器的數值變化越大，導致的漂移幅度就越大，會導致導葉承受的水壓增大，增加立面間隙，造成漏水情況加重。

3 水輪發電機組導葉漏水量的診斷新方法應用

在水輪發電機的導葉漏水中采用的一般測量方法是使用進水口閘門前后水位變化進行漏水量測量，也可以使用通氣孔法進行測量，在實際的測量過程中，可以同時使用兩種測量方法進行測量，提升測量的準確性。

通氣孔測量導葉漏水量需要把握兩個重要因素，第一個是借助通氣孔設置水位下降的測量段，第二個是對測量過程中的進口閘門關閉時間進行把握，在進口閘門關閉的時刻，閘門上下游壓力一致，這時經過閘門的漏水量是0。借助測試曲線，來計算，能夠計算出閘門關閉時水位的下降速度，得出具體的水體變化速率。因為閘門漏水量接近0值，因此水體變化速率就是導葉的漏水量。下圖1所示就是使用通氣孔測量導葉漏水量的系統原理圖示：

圖1 通氣孔測量導葉漏水量的系統原理

而閘門進水口前后水位變化的計算來測量導葉漏水量也具有很好的測量效果。在進水口閘門關閉的情況下，對于機組壓力鋼管充水狀態下的進水量和閘門關閉時的漏水量以及充水閥的充水量總和進行計算，閘門在關閉嚴密的情況下，漏水流量相對較小，在機組檢修期進入到壓力鋼管后，經過觀察測量就能有效的獲得導葉漏水量數據。這種測量漏水的方法比較簡單，操作簡便，比較好用。

4 結語

針對水輪發電機組導葉漏水問題，是目前很多水力發電站故障管理中的主要內容之一，導葉漏水對于發電會產生不利的影響，做好相應的防護措施和測量工作很有必要。必須要明確導葉漏水的原因，對于不同部位的漏水問題進行分析，并根據漏水量的測量，來判斷出現漏水的原因，方便采取有效的解決方案進行漏水問題的及時預防和維修，做好調整工作，提升水輪發電機的工作效率。