顶盖取水作为机组技术供水的不适性研究

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1、第37卷第9期华毫爱V01．37No．92015年9月HuadianTechnologySep．2015顶盖取水作为机组技术供水的不适性研究张奇(云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发电分公司，云南丽江674100)摘要：顶盖取水作为技术供水在运行实践中存在不少问题，在国内成功应用极少。对新投产的600MW大型水轮机顶盖取水作为技术供水的不适性进行了分析，为以后新建大型发电机组的技术供水设计选择提供参考。关键词：顶盖取水；蜗壳取水；大型机组；技术供水中图分类号：TV732文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)09—0017

2、—021技术供水设计3原因分析云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发顶盖取水不适于作为该项目技术供水的原因有电分公司(以下简称梨园发电分公司)水轮机单机以下几方面。容量为600MW，技术供水设计了2种取水方式，一3．1技术供水增加机组轴向水推力种是顶盖取水，一种是蜗壳取水，如图1所示。设计技术供水对水温、水压、水质、水量有要求，尤其用顶盖取水作为主用，蜗壳取水作为备用，以期达到是导轴承冷却器水压一般需要控制在0．20～0．40节能目的。MPa。而梨园发电分公司机组主变压器冷却器高程为1524Ill，顶盖处的高程为1496In，这2处的高程

3、差为28m(0．28MPa)，加上主变压器冷却器自身需求压力为0．20～0．40MPa，高程差所需压力与冷却器自身压力需求相加，使顶盖的压力需要达到0．48MPa以上才能满足技术供水的水压要求。如图1所示，电站采用蜗壳取水后，顶盖没有憋压需要，顶盖内腔水畅通无阻地流向尾水，此时的顶盖压力为0．02MPa(现场实采数据)。梨园发电分公司水轮机水推力分布如图2所示，在这些推力中，上、下止漏环外侧表面所受轴向水推力F和非常大，而其他各项水推力则相对很小，可以忽略其影响，因此转轮轴向水推力的计算值主要取决于F和F。由于F在转轮下方，其大小与上腔是否

4、憋压无关加之考查的是顶盖憋压和不憋压2种情况对推力负载的影响，因此只需计算顶盖取水方式与蜗壳取水方式下所产生水推力的相对大小。图1梨园发电分公司技术供水系统转轮上冠承受的轴向水推力计算式为2问题的提出F=订{[p。一P2--、{~rK3~0nr~I7‘】(r一r)+当用顶盖取水作为技术供水来调试运行时，机组推力瓦温升高，使本来就逼近报警值的瓦温和油p"rrKon)())，温更加处于风险的边缘；机组主轴密封漏水量增加，式中：F为轴向水推力；p。为已知点处的静压力，Pa；3台顶盖排水泵同时启动也无法控制水位，梨园发P为水的密度，kg／m；n为转

5、轮转速，r／min；／'0为已电分公司被迫放弃顶盖取水作为技术供水的运行方知点处的半径，in；r为转轮联轴处法兰半径，r=式，改用蜗壳取水。1．6In；r2为转轮上冠半径，r2：3．45in；Xo为圆周速收稿日期：2014—04—20；修回日期：2015—07—25度系数，一般取O．5。·18·华电技术第37卷脱开了0．05mm，但各点脱开高度并不一致。由于机组运行时存在摆度和振动，整个密封环面的脱开高度沿圆周是不均匀的，各处的水压也不一致，造成了浑水外漏。从大型电站阿海水电站的情况来看，无论电站把主轴密封水压调高还是调低，每年汛期，机组顶

6、盖上都有厚厚的一层细腻泥沙，这些都是汛期时顶盖浑水突破了动、静密封面外漏产生的，说明在实际运行时清洁水不可能完全密封住浑水。这0．05mm的脱开空间在机组旋转加上振摆的作用图2水轮机轴向水推力分布下，既是清洁润滑水的外排通道，也是部分顶盖内腔由于式中的变量只有压力，因此只需考虑P=水的外漏通道，即机组在运行时，清洁水部分流向了0．02MPa和P0=0．48MPa时两者之间的差值，便可顶盖内腔，部份流向了顶盖外部，浑水也部分突破了得出顶盖压力为0．48MPa时新增的水推力，即清洁水防线流向了顶盖外部。既然外排通道截面积48一Fo02=(3．1

7、4×0．48×10。一3．14×0．02×大体一定，顶盖内腔的浑水压力越大，外漏能力也就．l0)(r：一r。)=13494(kN)。越大。顶盖憋压作为技术供水的后果是导致该型密顶盖水压增加，推力负载也增加，加重了推力瓦封的外漏量会有较大增加。的负担，瓦温比蜗壳取水方式下增加了约2℃，油温由于在机组旋转时，任何时刻动、静密封环沿圆增加了3℃左右，证明顶盖取水对机组推力温度有周的状态不易确定，无法定量计算外漏量，梨园发电一定影响。分公司从维持顶盖水位的排水泵流量上获取了各种3．2顶盖内腔憋压导致主轴密封漏量剧增影响因素的数据。当主轴密封润滑水压

8、调节为梨园发电分公司主轴密封水系统如图3所示。0．40MPa，流量为600L／m时，用顶盖泄压管排水作为技术供水，随着机组负荷的增加，顶盖内腔压力逐步增加，外漏量也随之增加，数据