六道河水电站运行管理中的问题及改造

摘 要：承德六道河水电站在试生产运行时发现机组出力不足、主轴密封漏水严重等问题，针对这些问题找出了发生原因，并提出解决方案，按照方案进行相关设备的改造，取得了较好的成效。本文对问题及改造方案进行了详细的描述，同类型电站可借鉴相关经验和方法。

关键词：机组出力 尾水补气装置 主轴密封供水管 拦污栅

1.概述

六道河水电站位于承德市双滦区西地乡三道河村西滦河右岸，是一座引水式水电站。电站装有三台水轮发电机组，装机容量4000kw，设计水头28.2m，设计流量16.82m3/s，设计年发电量2131万kw・h。1#机组水轮机型号为HL820-LJ-71，发电机型号是SF-k800-10/1730，额定出力800kw，2#、3#机组水轮机型号为HLA551-LJ-105，发电机型号为SF-K1600-14/2150，机组额定出力1600kw。电站于2010年7月进入到试生产运行阶段，针对运行中出现的问题进行分析研究，并作出了调整和改造，问题得以解决。

2.机组出力不足问题及改造

在调试及试生产初期，三台机组均出现出力不足的问题，立即组织设备生产厂家和设计、安装单位共同对水工建筑物、上下游水位和机组设备进行检查分析。并采取停水后彻底清理前池拦污栅，到蜗壳内检查导水机构，清理蜗壳内和导叶、转轮的堵塞物等措施后，排除非水头、流量等因素后，1#机组最大出力为710kw，2#机组为1590kw，3#机组为1550kw,均达不到设计的额定出力800kw和1600kw。经过一段时间的观察，发现三台机组尾水补气装置从机组开机空载到带负荷至到带最大负荷，一直处于补气状态，尾水真空压力表指示为零。三台机组的尾水补气装置均为十字架式，安装在水轮机转轮出口下方的尾水管进口处，通过补气管路引至水轮机层机墩外连接真空破坏阀。尾水补气装置只有水轮机在非设计工况（低水头或低负荷）运行时进行补气，主要是防止在转轮出口和尾水管进口处形成强度很大的涡带，涡带中心产生深度真空而形成空腔空蚀，一方面引起尾水管的空蚀破坏，另一方面产生周期性压力脉动，有强烈噪音，引起整个机组振动和功率摆动，严重时会使水轮机不能正常运行。而在设计工况即正常运行时，不应进行补气，否则尾水真空被破坏，从转轮出口到尾水管出口的那部分真空值形成的水头不能被完全利用，而造成机组出力不足。因此尾水补气装置调整不当，一直处于补气状态是造成机组出力不足的主要原因。

针对这个问题，对三台机组尾水补气装置的真空破坏阀进行了调整，使其在设计工况运行时处于不补气状态，同样情况下，机组出力得到了提高，2#、3#机组的最大出力达到了1650-1700kw，达到满出力或超出力；1#机组最大出力为760kw，虽未达到满出力，也较前有所提高，满足运行需求。机组出力不足的问题基本得到解决。在实际运行中，机组在低水头或低负荷非设计工况运行时，若出现机组振动、噪音增大现象，可视情况调整补气装置的真空破坏阀，使其处于补气状态，向尾水进行补气，使机组处于稳定运行状态。

3.主轴密封供水管的改进

六道河水电站三台水轮机的主轴密封均为橡胶活塞式密封，其技术供水由厂区内水塔供给，和生活用水为同一水源，水压为0.2-0.3MPa，技术供水的作用是压活塞和冷却活塞。在试运和运行中，2#机、3#机在机组顶转子后，开机过程中出现了主轴密封漏水严重，水排不及的情况，若发现不及时，会造成淹水导轴承而被迫停机。经检查处理发现，出现这一状况的主要原因是顶转子后，主轴密封活塞有时发卡，靠自重和技术供水0.2-0.3MPa的压力落不到位所致。

根据现场技术供水管路的布置走向进行改造，在机墩外向主轴密封供水的管路拐弯处，将弯头更换为三通再加一供气阀门，在机组顶转子后，打开供气阀门，用0.5-0.7MPa的压缩空气对活塞进行吹压，使活塞落到位。改造后的运行达到了理想效果。

4.机组拦污栅的改造

随运行时间的加长，1#机组的出力逐步降低，伴随机组振动，噪音加大，运行两个月左右，机组在同样的导叶开度下，出力由开始的700kw降到不足500kw。经拆检1#机组或到蜗壳检查，发现水轮机转轮堵塞比较严重，几乎每个轮叶内都有堵塞现象，大部分堵塞物是硬木块和树根，清理杂物后再开机，出力恢复到了原来的数值。经过排查，发现转轮堵塞是由机组进口拦污栅设计不当造成的， 1#机组（出力为800kw）和2#、3#机组（出力为1600kw）的进口拦污栅密度是相同的，栅条间距均为75mm，1#机组的删条间距过大，是造成水轮机转轮堵塞的主要原因。对1#机组的进口拦污栅进行了改造，经计算，删条间距由75mm变更为42mm。改造后，1#机组运行恢复正常，使用至今没有再出现过转轮堵塞造成的机组出力降低情况。

5.结语

本文对六道河水电站试生产运行时发现的问题进行了具体的分析，详细描述了解决的方法，在实际中按照解决方案对相关设备进行了改造，取得了较好的效果，对同类型电站的生产运行管理有一定的借鉴意义。

作者简介：

杨国华（1956-），男，河北省石津灌区管理局高级工程师；

吴君凯（1974-），男，河北省承德市滦平县水务局。