收稿日期：2020－08－18
作者简介：陈大森（1988—），男，广西贺州人，工程师，从事水电站机电安装工作E-mail ：smile_44@163．com
【工程勘测设计】
陈大森，李
明
（中国安能集团第二工程局有限公司厦门分公司，福建厦门361021）
摘
要：为评价抽水蓄能电站球阀及相关设备的抗振性能和安全性，对机组进水球阀进行动水关闭试验。在机组正常运行过程中，
紧急状态下关闭球阀既是对球阀工作可靠性的考验，也是对机组引水系统及其他相关设备承载能力的考
验。结果表明：球阀在极端工况下可安全运行，满足合同及规范要求。
电解阳极板关键词：球阀；动水关闭球阀；可靠性；试验；抽水蓄能电站中图分类号：TV732．7
文献标志码：A
doi ：10．3969/j．issn．1000－1379．2020．S2．055
1引言
抽水蓄能电站进水球阀是机组系统的重要组成部分，进水球阀能否在紧急情况下有效实现动水关闭，
是抽水蓄能电站机组能否正常可靠运行的关键之一
。《大中型水轮机进水阀门基本技术条件》
中明确规定：“机组在任何工况下，进水阀门应能动水关闭”。在保证机组正常运行过程中，紧急状态下关闭球阀既是对球阀工作可靠性的重要考验，也是对整个机组引水系统及其他与机组相关设备安全承载能力的考验。某抽水蓄能电站对3号机组进水球阀进行动水关闭试验，是为了校核球阀动水关闭的可能性，
测定球阀接力器实际的操作油压（或油压差值），间接断定机组进水球阀能否在有压系统事故低油压下具备关闭球阀的能力，
直接测量动水关闭时球阀阀体及其前后连接压力钢管的振动、水压力、机组摆度等参数的具体数值和变化规律， 从而判断进水球阀动水关闭的安全和可靠程度。2
捕鱼网具试验准备
2．1
技术准备
动水关闭球阀试验前需拔出监控系统调速器主配压阀
EV2的接线，监控系统机械跳机时导叶不关，球阀动水关闭。为保证100%负荷动水关闭球阀的安全性，先进行了发电空载动水关闭球阀试验和50%负荷动水关闭球阀试验。在发电空载和50%负荷动水关闭球阀试验过程中，
均为导叶全关至零，在球阀工作密封投入后再按调速器电柜跳机按钮关闭活动导叶，
过渡过程中机组应运行平稳，振动小，压力、功率等一切正常。在100%甩负荷过程中，根据动水关闭球阀试验方案，球阀制造厂家根据前两次试验结果，
要求在功率接近0时跳开发电机出口断路器（GCB ）关闭导叶，根据试验记录100%负荷动水关闭球阀时在50MW 左右关闭活动导叶，
试验过程中要求压力、功率一切正常，机组运行平稳，球阀基座位移变化小。由于发电空载和50%负荷动水关闭球阀都是为100%负荷动水关闭球阀做准备，因此以100%负荷动水关闭球阀试验进行说明。100%负荷动水关闭球阀时上游水位207．7m ，下游水位8．6m ，
球阀本体全关时间为55s 。
2．2球阀参数通用模型
进水球阀总重约221t ，为卧轴双密封液压型式，具体参数
见表1。
表1
进水球阀参数
项目名称参数名义直径3300mm 最大净水头274m 升压水头352m 额定流量152．54m 3/s 开启允许最大水压差
0．82MPa 接力器直径420mm 接力器操作油压6．3MPa 球阀开启时间40 90s 球阀关闭时间
40 90s
2．3试验测试仪器测点布置
测试仪器及测点布置见表2。
表2
测试仪器及测点布置
仪器
试验项目
测点位置综合测试仪整个试验数据的采集、分析功率变送器测量机组负荷
机旁盘处压力传感器测量球阀接力器开启侧（下腔）油压
球阀接力器（两个）处
压力传感器测量球阀接力器开启侧（上腔）油压
球阀接力器（两个）处压力传感器测量启闭球阀时水压上升率球阀前钢管处压力传感器测量球阀前水压球阀前钢管处压力传感器测量球阀后水压球阀后钢管处位移传感器测量球阀转角、行程球阀接力器处振动传感器测量球阀阀体振动球阀阀体处振动传感器测量球阀后钢管振动
球阀后钢管处噪声器
测量球阀动水关闭时的噪音强度
球阀钢管附近处
631第42卷S2人民黄河Vol ．42，Sup．2
2020年12月YELLOW ＲIVEＲ
Dec．，2020
3试验方法
美容枕机组在发电方向满负荷250MW运行稳定后，试验人员通过监控系统手动操作机械跳机，动水关闭球阀，在功率接近零时手动按压调速器电柜事故按钮关闭活动导叶。在机组100%负荷工况下，用调速器开度限制构件限定导叶开度，稳定运行后手动关闭球阀。在此过程中连续测量并记录行程、水压、油压、振动和噪音等物理量。
4数据分析
在进水球阀动水关闭过程中，球阀基座位移以靠近2号机侧为基准计算，位移从－0．1942mm变化为－0．1264mm（以朝向下游为正），球阀位移最大变化约0．0678mm。在机组静止球阀全关时调整位移传感器为0，由于蜗壳压力和钢管压力差为上下游水位压力差值，因此机组开机球阀开启后，蜗壳压力和钢管压力基本为0，球阀整体向上游移动约0．2mm。在球阀动水关闭过程中，球阀整体向下游最大变化约0．0678mm。在导叶关闭过程中，蜗壳压力逐渐增大至与钢管压力基本一致，球阀整体向上游移动0．2mm，在球阀全关且工作密封投入后，球阀逐渐整体向下游移动，位移传感器信号逐渐恢复至0。
动水关闭球阀的过程中，钢管压力变化比蜗壳压力的大，最大钢管压强27．98bar；尾水管出口压力变化比尾水管进口压力的大，尾水管出口压强变化范围3．497 7．258bar；动水关闭球阀后，机组约在50．45MW负荷时跳开GCB，转速略有升高，最大转速为50．84Hz，约101．7%，均满足合同及规范要求。
5结论
某抽水蓄能电站机组动水关闭球阀试验过程中，钢管压力、尾水管进口压力、尾水管出口压力、蜗壳压力、转轮与底环压力变化值、转轮与导叶压力、转轮与顶盖压力均满足合同要求。球阀能全关至零，能可靠截断水流；球阀未产生有害变形，证明进水球阀在100%负荷运行过程中具备动水关闭能力，能有效保证机组运行的安全。
参考文献：
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14：14－15．降膜吸收塔
【责任编辑张华兴】
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5结论
随着结构工程技术的发展，无论是承担着水陆交通运输重要作用的桥梁建筑，还是近年来发展迅速的水下输油输气管道都越加蓬勃发展建设起来。而与之相伴的局部冲刷对结构的破坏作用也更加引起人们的重视。为了达到监测水下柱状结构局部冲刷深度的目的，本文依据FBG模态传感原理，提出了一种较为简单的局部冲刷监测方法，适用于不同水下柱状结构局部冲刷深度的监测。
该方法能够克服传统位移传感器、压力传感器在流体环境中易受外因扰动而导致监测信号漂移量过大的弊端。同时，该监测方法具有可辨识度高、耐久性好、实时监测等优点，因而可推广应用于水下桥墩、立管、管道等结构的局部冲刷监测。受条件所限，本文仅利用已有文献中的监测数据对该方法进行了理论验证，数值模拟结果显示了较好的耦合关系，后续工作的重点是对传感器进行优化设计并进行试验验证，相信该方法在进一步完善之后能够真正切实有效地解决实际工程中局部冲刷监测问题。
参考文献：
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【责任编辑张华岩】
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