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抽水蓄能电站进水阀自激振动的挑战与安全策略

2025-03-06     新闻来源:chytsqjggs 抽水蓄能与储能技术

抽水蓄能电站的运行中,进水阀作为最关键的部件之一,其性能直接影响到电站的安全和效率。特别是对于一管多机的机组,进水阀的重要性更是不言而喻。随着水头的增高、直径的增大,进水阀的设计制造难度也越来越大,高水头、大尺寸进水阀的设计主要由哈电、东电、东芝、安德里茨、ALSTOM、睿博等厂家承担。
早些年,抽水蓄能电站中发生了几起主进水阀自激振动现象,这种振动现象激烈且风险性大,引起了业内的高度重视。自激振动可能导致进水阀甚至整个电站系统的损坏,因此,如何预防和处理自激振动成为了电站运营中的一个重要课题。
为了应对这一挑战,国家能源局在2023年发布了《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023版)》,其中对抽水蓄能进水阀自激振荡提出了具体要求。这些要求包括:

(1)将球阀工作密封投退腔压力、差压、工作密封位置、压力钢管压力及球阀本体位移监测等信号接入监控系统。

(2)设计选型时,确保压力钢管、球阀及其附属管路、阀门、接头等设备的强度满足机组发生水力自激振动情况下的安全裕度。

(3)球阀设计上应有保证工作密封投退腔串压情况下投入腔压力始终大于退出腔压力的措施。

(4)定期校验、调整主进水阀平压信号装置,确保平压信号有效时两侧压差符合设计值。

(5)配置有球阀的电站应在监控系统中设置水力自激振动报警判据。

一、自激振荡的判断

为了及时发现并处理自激振荡,电站需要设置一系列的监测点和报警系统。这包括:

(1)在球阀的上游延伸段设置取压力信号引入监控系统,并预设置压力脉动报警以便实时监测。

(2)在球阀工作密封投、退腔回路安装压力传感器并设置压差低报警,信号引入监控系统实时监测。

(3)在工作密封操作水管路上增加压力传感装置监控该腔压力,信号引入监控系统实时监测。

二、监测点的设置

(1)在球阀的上游延伸段某个适当的位置设置取压力信号引入监控系统,并预设置压力脉动报警以便实时监测

(2)在球阀工作密封投、退腔回路安装压力传感器并设置压差低报警,信号引入监控系统实时监测,及时发现密封系统故障,避免自激振荡发生。

(3)在工作密封操作水管路上增加压力传感装置监控该腔压力(P1),信号引入监控系统实时监测,及时发现管路压力是否异常(如低于30%)。

三、当发生自激振荡时的处理措施

一旦发生自激振荡,电站需要迅速采取一系列措施来应对:

(1)根据前期的预设方案,首先启动自动控制流程,切换操作水源退出工作密封。

(2)如第1步不能退出球阀工作密封,则及时启用增压泵,提高退出腔压力,使工作密封退出。

(3)如第2步仍然不能退出工作密封,迅速投入上游检修密封。

(4)若经过上述3步,依然无法消除自激振荡现象,则开启相同水体单元的其它机组球阀,水轮机方向开启机组。

(5)待检修条件具备时,停机检查。

四、结语

进水阀作为抽水蓄能电站的关键部件,其安全运行对于整个电站的稳定性和可靠性至关重要。通过严格的设计制造标准、先进的监控系统和有效的应急处理措施,可以大大降低自激振动的风险,确保电站的安全和高效运行。随着技术的不断进步和经验的积累,我们有理由相信,未来抽水蓄能电站的进水阀将更加可靠,为电力系统的稳定运行提供更强有力的支持。

 

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/uD54J5Pn0rEuvzLEx2OGGA