大金坪水电站机组控制环上抬的处理

王晓东

(四川中铁能源五一桥水电公司,四川 九龙,627200)

1 概况

大金坪水电站位于四川省石棉县境内,距石棉县城约16km,是松林河干流“一库九级”开发方案中的第三个梯级,采用湾、洪两库联合方式引水。电站安装有三台单机容量为43MW的立轴混流式水轮发电机组,总装机129MW,单机额定流量为26.4m3/s,转轮直径2050mm,额定水头185m,年平均发电量6.36亿kW.h,年利用小时数4930h,首台机组于2007年6月投运。

大金坪水电站两台机组在投运后出现控制环上抬现象。其中,1#机组控制环最大上抬量约为11mm,2#机组控制环最大上抬量约为25mm。1#、2#机组控制环上抬均发生在+X和-X偏+Y方向,控制环是在开机和关机过程中上抬,而在机组导叶全关后自动回到原位。控制环上抬导致连板上抬(连板克服轴套限位上抬),且导水机构开关卡阻。同时,导叶在蜗壳有压情况下不能关至零,蝶阀关闭后(蜗壳无压)导叶自动关至零。

2 原因分析

2.1 控制环上抬力矩大于稳定力矩

已知大金坪水电站接力器导管直径d=180mm;操作油压P=40kg/cm2;可得F=10.2t。

控制环抬起力矩公式:M′=F′H

已知控制环不平衡力F的反作用力F′=F=10.2t,控制环耳环至控制环滑动面的距离H=0.364m,可知控制环上抬力矩M′=10.2×0.364=3.71t.m。

控制环稳定力矩公式:M=GR

已知控制环自重G=0.96t,控制环滑动半径R=0.793m(φ1.586m),可得M=0.96×0.793=0.76t.m,则M＜M′,即控制环抬起力矩M′大于稳定力矩M。

2.2 导水机构接力器、顶盖等重要部件安装高程存在偏差

通过对三台机组接力器安装高程进行校核,发现1#、2#均比设计高程高,分别为:1#机约高+5mm;2#机约高+6mm;3#机约高+1mm(规范为±1mm)。安装高程超出规范值将直接增加控制环抬起力矩,当控制环稳定力矩不变时,将导致控制环上抬量的增加,是控制环上抬的原因之一。……