水轮发电机组导叶漏水量诊断新方法

尹德亮 白永皓 巩颖攀

国网新源控股有限公司检修分公司 北京 100068

根据水轮发电机组导叶漏水量的测定，能够有效帮助找到导叶漏水的原因，进行及时的故障处理，提升发电机的工作效率。在水轮发电机组导叶漏水量的测量中，需要把握关键部位的检查，强化新技术应用，能够有效提升导叶漏水量测量效率，帮助解决相应的故障问题。

1 水轮发电机组导叶漏水对于发电机的影响

1.1 影响发电的经济效益

在使用水轮发电机进行水力发电的过程中，导叶漏水现象会导致发电机的水能利用率下降，发电量就会降低，对于发电生产工作效率的提升大大不利，还会造成水资源的浪费。现阶段，一些水利发电厂在运行过程中，需要接受一定的电网限制，进行带负荷工作，这样机组实际的运行时间降低了，停机时间增加的话，会导致漏水量增加，降低水能利用，直接导致经济损失。

1.2 停机时间延长，导致烧瓦现象发生

如果发电机组存在导叶漏水的情况，就很难保证在规定的时间内实现停机，发电机转速不能有效降低，延长停机时间，这样就会导致导叶转动减速，造成局部受热增加，严重时还会烧坏推力瓦，影响发电机性能稳定，带来安全隐患。

1.3 导致间隙气蚀

在导叶漏水的情况下，导叶的端面以及立面间隙也会不断增大，漏水量不断增加，因为间隙问题存在，就会发生间隙射流现象，造成水压的突然变化产生间隙气蚀现象，这种现象对于导叶会产生一定的影响，致使导叶受损严重，气蚀现象会进一步加剧漏水问题。

1.4 漏水情况严重，导致噪声增加

如果发电机组导叶的漏水量过大，就会导致射流的声音越来越大，这种射流的声响在一定程度上增加发电机运行的噪音，噪音还会造成设备产生振动，影响设备的正常使用。

2 导叶漏水原因分析

2.1 导叶关闭后存在的间隙漏水

在发电机组导叶关闭的情况下，会出现三种间隙漏水现象，第一种是导叶上下端面和顶盖底环之间出现端面间隙问题，按照相关的设计图纸，这种间隙距离一般要控制在0.6毫米-1毫米之间，但是一些发电机组的这一间隙距离超出了这个规范，间隙距离较大，从而加剧了漏水问题；第二种是对导叶实施捆绑后的立面间隙问题，这一立面间隙需要在导叶关闭的情况下保证严密性，允许导叶体在四分之一高度位置有小于0.05毫米的间隙，而在实际情况中，一些导叶的密封条存在部分破损的情况，导致间隙分布不均匀，也会增加漏水量；第三种是导叶各轴颈处存在间隙问题，这主要是因为在设计和安装的过程中，导叶各轴颈处存在一些间隙，这是很难避免的，不能完全避免，只能通过有效的技术操作，将这个间隙控制在合理范围内。

2.2 导叶与顶盖在单侧水压作用下出现间隙漏水

因为导叶在设计和使用材料上的问题，在蜗壳内充满水的情况下，其压力增大，使得导叶和顶盖承受一定的水压，要是设计和使用的材料无法对抗这种压力，就会导致一些轻微的变形情况，简洁导致立面间隙的扩大，顶盖稍稍上抬，下端面间隙增大，也会造成导叶漏水量增加。

2.3 振动造成立面间隙增大

水轮发电机组在停止运作后，因为调速器的零点漂移变化，接力器的压紧行程也会逐渐发生改变，压紧行程前调速器的数值变化越大，导致的漂移幅度就越大，会导致导叶承受的水压增大，增加立面间隙，造成漏水情况加重。

3 水轮发电机组导叶漏水量的诊断新方法应用

在水轮发电机的导叶漏水中采用的一般测量方法是使用进水口闸门前后水位变化进行漏水量测量，也可以使用通气孔法进行测量，在实际的测量过程中，可以同时使用两种测量方法进行测量，提升测量的准确性。

通气孔测量导叶漏水量需要把握两个重要因素，第一个是借助通气孔设置水位下降的测量段，第二个是对测量过程中的进口闸门关闭时间进行把握，在进口闸门关闭的时刻，闸门上下游压力一致，这时经过闸门的漏水量是0。借助测试曲线，来计算，能够计算出闸门关闭时水位的下降速度，得出具体的水体变化速率。因为闸门漏水量接近0值，因此水体变化速率就是导叶的漏水量。下图1所示就是使用通气孔测量导叶漏水量的系统原理图示：

图1 通气孔测量导叶漏水量的系统原理

而闸门进水口前后水位变化的计算来测量导叶漏水量也具有很好的测量效果。在进水口闸门关闭的情况下，对于机组压力钢管充水状态下的进水量和闸门关闭时的漏水量以及充水阀的充水量总和进行计算，闸门在关闭严密的情况下，漏水流量相对较小，在机组检修期进入到压力钢管后，经过观察测量就能有效的获得导叶漏水量数据。这种测量漏水的方法比较简单，操作简便，比较好用。

4 结语

针对水轮发电机组导叶漏水问题，是目前很多水力发电站故障管理中的主要内容之一，导叶漏水对于发电会产生不利的影响，做好相应的防护措施和测量工作很有必要。必须要明确导叶漏水的原因，对于不同部位的漏水问题进行分析，并根据漏水量的测量，来判断出现漏水的原因，方便采取有效的解决方案进行漏水问题的及时预防和维修，做好调整工作，提升水轮发电机的工作效率。