紫坪铺水力发电厂大轴中心补气阀改造.docx

紫坪铺水力发电厂大轴中心补气阀改造摘要：本文详细论述了紫坪铺水力发电厂当前所使用大轴补气阀的形式在运行过程中暴露的各种缺陷以及大轴中心补气阀技改的必要性和重要意义。关键词：补气阀；振动；涡带概述紫坪铺水力发电厂设计规模为760MW单机容量190MW水头变幅为68.4m～132.76m在系统中的主要作用是调峰、调频、承担事故备用。机组大轴中心补气阀采用东方电机厂的Φ430平板橡胶密封补气阀。当机组在非最优工况区运行时转轮下方形成旋转涡带尾水管内的水流脉动加剧真空度增加导致机组的振摆增加。此时补气阀在大气压的作用下克服阀体弹簧力开启给转轮室下方的真空区进行补气防止尾水管涡带产生及剧烈变化。补气阀下方设有浮筒当紧急停机或其他情况导致有反水现象时浮力将浮筒升起后与补气阀阀盘紧闭防止转轮室的水通过大轴中心孔流出发生事故。1.补气阀改造的必要性电厂原装补气阀为平板橡胶密封当阀轴轴套磨损弹簧轴发生偏移时密封面中心发生位移出现动作后不能可靠复位；同时由于补气阀是随大轴一起运行而当补气阀动作复归期间因为阀轴与大轴运行的不同步造成密封面以及补气阀阀盘间旋转摩擦磨损特别严重同时在补气阀动作复归的过程中活塞盘与阀盘猛烈撞击也加剧了补气阀零部件的损坏。紫坪铺电厂运行水头变幅达到了64.36米运行工况恶劣且运行已近10年该补气阀也暴露出诸多问题：工作时啸叫声大、阀轴磨损严重、轴套磨损脱落、阀盘橡胶密封环磨损脱落、阀轴弹簧压盖的锁紧螺母脱落等。因为以上原因对补气阀的检查、零部件的更换已经成了检修例行工作增加了维护工作量对机组过流部件汽蚀起不到好的预防效果有必要对其进行改造。历年发生的较严重补气阀缺陷如下：1.12007年4月3日在4#机组大修过程中将阀罩拆除检查发现补气阀中弹簧压盖、锁紧螺母均脱落补气阀处于常开状态；1.22007年6月27日2#机组运行过程中补气声音异常检修发现补气阀因阀体弹簧压盖、锁紧螺母等脱落而处于全开状态；1.32007年8月11日3#机组运行过程中补气声音异常检查发现补气阀的薄螺母脱落、阀轴磨损严重轴套已磨坏补气阀整体损坏较为严重；1.42011年2月1#机组检修中发现补气阀弹簧断裂；2#机组检修中发现补气阀的轴套和阀轴磨损严重。2.改造方案当前在水电机组应用较为广泛的补气阀有平板橡胶密封补气阀、浮球式补气阀、油缓冲补气阀、气缓冲补气阀等。其中：2.1浮球式补气阀。优点：结构简单价格低廉。缺点：无缓冲装置抗水锤能力差阀口密封效果不好浮球在弹簧力的作用下长时间剧烈撞击破坏阀口密封甚至阀轴断裂、浮球变形、弹簧损坏更不能进行合力补气起到预期的破坏汽蚀、减少裂纹的作用。2.2油缓冲补气阀.优点：具备一定的缓冲功能可解决补气阀关闭时的部分振动和噪音问题。缺点：会有同轴度较差、补气阻力大、非优工况有金属异响等问题。同时可能发生缓冲油泄漏造成机组运行环境污染增加维护工作量。2.3气缓冲补气阀。以XBF系列空气压缩缓冲补气阀为例。优点：该补气阀采用快补、速回到位缓慢关闭的国家专利技术以空气作为缓冲介质在缓冲活塞上装有缓冲逆止阀当真空度达到补气阀设定值时补气阀打开补气过程中缓冲逆止阀也打开消除补气阻力达到快速补气的目的。补气阀关闭发弹时缓冲逆止阀关闭被密封的空气起到缓冲作用后迅速释放阀体在弹簧力的作用下关闭达到快补、速回到位缓慢关闭的技术要求。另外阀体采用自润滑防泥沙密封轴套阀口密封效果较好。通可有效破坏气蚀减少气蚀面积和转轮裂纹数量降低相应的机组振动摆度。同时该阀门采用了万向连接器阀杆和活塞的同轴度好可避免阀体出现卡塞等现象。缺点：价格偏高。3.结论综合上述几种补气阀优缺点对比可选用XBF气缓冲补气阀作为紫坪铺电厂机组大轴补气阀技改补气阀。该补气阀目前在国内水电站应用广泛包括三峡水电站向家坝水电站云峰水电站等其中三峡水电站于2007年3月在首台机组（14F）上进行了大轴补气阀改造将原有ALSTOM的补气阀（该补气阀采用液压油作为缓冲介质）改造成了XBF气缓冲补气阀。三峡水电站原设计安装的ALSTOM大轴补气阀在运行以及检修中出现和发现的现象均与紫坪铺电厂现大轴补气阀较为相似。三峡水电站于2008年～2009年的年度机组大修中将改造后的机组大轴补气阀吊出检修阀体各部件均未发现有明显损坏；同时三峡水电站还针对补气阀的补气量做了监测监测结果显示改造效果较为明显。参考文献：[1]姜德政.三峡ALSTOM水轮发电机组大轴补气阀的改进[J].水电与新能源2010（2）：38-39.[2