惠蓄上游引水隧洞排水针形阀及其消能方式改造浅析

第7期2016年7月广东水利水电GUANGDONGWATERRES0URCESANDHYDROPOWERNo．7Ju1．2016惠蓄上游引水隧洞排水针形阀及其消能方式改造浅析刘少伟，王琪(惠州蓄能发电有限公司，广东惠州516100)摘要：惠蓄机组具有水头高，引水隧洞长的特点，其进水阀前引水隧洞排水面临高水头、高压力、高能量、大流量和时间长的考验。需要一组耐高压、消能良好、抗振性能好和过流能力强的排水系统。因此上游引水隧洞排水系统由第一道不锈铜球阀、第二道针形阀和第三道闸阀组成。在第一次进行上游水道排水的时候出现了针型阀因振动过大，水锤导致针型阀阀芯断裂，通过分析针型阀断裂的原因，将针型阀的传动机构加工成梯形结构，增加阀芯弹簧缓冲机构，取消阀芯翼板，调整安装方式的改造，以达到在往后的排空上游隧洞内的水时不会再出现阀芯断裂的现象，排水过程要平稳，保证了上游隧道排水的安全。关键词：抽水蓄能机组；技术改造；针型阀；消能方式中图分类号：TV732．3文献标识码：B文章编号：1008—0112(2016)07—0019—041概述惠州蓄能水电厂(以下简称惠蓄)水轮机工况额定净水头为517．4m，毛水头为557m，引水系统长3104m；惠蓄电站上库正常蓄水位为762m，下库正常蓄水位为231m。上游引水隧洞排水消能针形阀安装高程为140m，两者水头差为622m即62．2bar。这使得惠蓄机组具有水头高，引水隧洞长的特点，其进水阀前引水隧洞排水面临高水头、高压力、高能量、大流量和时间长的考验。因此需要一组耐高压、消能良好、抗振性能好和过流能力强的排水系统。惠蓄进水阀上游引水隧洞排水系统由第一道不锈钢球阀、第二道针形阀(以下称“上游引水隧洞排水针形阀”)、消能孔板和第三道闸阀组成，用于排空进水阀前上游引水隧洞里面的水，惠蓄电厂机组进水阀上游引水隧洞正常排水工作方式是：第一道不锈钢球阀和第三道闸阀全开，由全不锈钢高压阀门——针形阀来控制排水流量和速度，在不同的工作水头下，调节针型阀的开度来控制排水速度和流量。在第一次进行上游引水隧洞检查维护排水的时候出现了上游引水隧洞针型阀在排水过程中振动过大，针型阀阀芯断裂，分析针型阀断裂的原因，对针型阀的传动机构，阀芯弹簧，阀芯翼板以及安装方式进行了相应的改造，以达到了在往后进行类似工作时不会再出现阀芯断裂的现象，保证安全排空上游引水隧洞内的水。2针形阀参数惠蓄进水阀上游引水隧洞排水针形阀是由西班牙ires，S．A．公司制造的全不锈钢高压阀门，阀门参数如表1所示。表1阀门参数直径设计压力正常静水压力最大动水工作压力最大允许流量最大动水工作压力56bar，能在0～56ar的动水头下排水，排水的速度变化在0—3m／s变化范围；阀体进出水口法兰角度：90。，水流垂直向下进入，经过阀心消能减压后水平向左流出；针形阀在不同的工作水头下，可以调节阀门的开度来控制排水速度。3故障过程2008年7月11日晚23：5O开始上游引水隧洞排水工作。开启1机组进水阀上游引水隧洞排水管的针形阀排水。此时，上游水位为630m，下游水位213m，针形阀前水头为417m。经过调整开度，按照排水要求流量控制在2300m／h(0．64nl／s)左右。排水至7月12日13：25，针形阀发生剧烈振动并伴随间歇巨大的撞击声(水锤现象)。现场运行操作人员迅速关闭了收稿日期：2016—05—18；修回日期：2016—05—30作者简介：刘少伟(1984)，男，本科，工程师，从事抽水蓄能电站机电运行管理工作。·19·2t)16年7月第7期刘少伟，等：惠蓄上游引水隧洞排水针形阀及其消能方式改造浅析”肜I游的球．啦ji战n0扩大flJ化战场情『』JJJ(¨父操作机构『支Jj尘接邮什掉落)：1)”断裂j⋯I2)操机连接伶f¨螺f廿纹Jj7乎3)l部球阀1法、的·个连梭f陂抓悦地4)针形F游浊潮水象5)排水过IlI_伴随衍大I噪2()087l5II换”肜阀IF；,-．继，j『水隧4刊}：水．r肜Il{：IIIf7久HI_j．攻场』冬i』‘}J冬IJ～4图1阀杆断裂断面图2掉落地面的操作机构图3断裂的阀杆图4阀杆涡杆的两齿崩塌4原因分析次事敞『f．”肜操作机过连绌I3．5l_的振动．阀盯住断Ⅲ』，卜¨j1：振动的}J《他-进⋯发成为整个阀fi：晰裂”断裂，心火I定，岛述水流水n川I心n)C-1'4J，jt断”，』f：¨．l捕f休，阀l『』f11=水『lff运功刘j断裂阀什离接触。{怍机掏同f-jli~Jf}：‘起做联动撞他连接螺螺纹破坏⋯，人紧⋯连拔掉落J：Ai~I岛水流通过”肜I；~．Iu,j-，mf流速擞离、流变化人，将不rr避鲍』Jl”肜的振动根脱缘分fJ，除水力『索夕l、，t{‘JI『7f，lJr＆_1下缺』址j』破坏的主原：1)杆支嗽梢J奠1．jl删／f址