作者：韓大偉(中國華能集團(tuán)公司，北京 100088)
引水式水電站水輪機(jī)工作水頭一般很高，近年來投產(chǎn)或在建的引水式電站的混流式水輪機(jī)單機(jī)容量均在5萬kW以上，設(shè)計(jì)水頭在300 m以上，最高可達(dá)490 m。由于混流式機(jī)型與沖擊式機(jī)型相比機(jī)組尺寸小、重量輕、轉(zhuǎn)速高、水力效率高，在轉(zhuǎn)速、容量和水頭相匹配的情況下，大多采用混流式水輪機(jī)。
高水頭混流式水輪機(jī)由于轉(zhuǎn)速高、流速高，要求旋轉(zhuǎn)部件安裝精度高。特別是機(jī)組運(yùn)行以后，水輪機(jī)流道對(duì)雜物要求嚴(yán)格，在含泥沙水流作用下，過流部件將產(chǎn)生磨蝕。此外，受水流特性以及運(yùn)行方式的影響，水輪機(jī)通流部件表面還受空蝕的作用。隨著時(shí)間的推移會(huì)造成過流部件特別是轉(zhuǎn)輪表面嚴(yán)重破壞，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。因此高水頭混流式水輪機(jī)72 h交付使用后，在商業(yè)運(yùn)行初期要密切關(guān)注機(jī)組的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。
(1) 目前投產(chǎn)機(jī)組在線監(jiān)測設(shè)備都比較齊備，交付使用以后要確保各類在線監(jiān)測設(shè)備(如溫度、振動(dòng)、擺度等)準(zhǔn)確記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，特別是異常參數(shù)數(shù)據(jù)記錄和分析。運(yùn)行人員在設(shè)備運(yùn)行初期要勤巡回、勤檢查，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)分析和處理。
(2) 高水頭水輪機(jī)多采用梳齒式止漏環(huán)結(jié)構(gòu)，止漏效果較好，但是止漏環(huán)間隙只有1～2 mm，移軸后間隙不易測定，如果機(jī)組中心偏移，止漏環(huán)間隙不均勻，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)。
(3) 止漏環(huán)梳齒在泥沙水流作用下發(fā)生磨蝕，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致梳齒損壞，特別是流道異物進(jìn)入梳齒，損壞更為嚴(yán)重，導(dǎo)致容積效率降低。某引水式電站水頭362 m，運(yùn)行1年后發(fā)現(xiàn)3個(gè)梳齒有2個(gè)全部磨平，內(nèi)環(huán)損壞的部分梳齒斷條，滯留在水輪機(jī)頂蓋排水管內(nèi)。
(4) 含泥沙高速水流對(duì)水輪機(jī)的磨損往往是與空蝕聯(lián)合作用的結(jié)果，使過流部件表面有溝槽、大片魚鱗坑或深坑，這種磨蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成過流部件的損壞以及出力和效率下降，隨著時(shí)間推移破壞加劇，應(yīng)及早處理。有資料和實(shí)例表明采用超音速火焰噴涂技術(shù)具有高結(jié)合強(qiáng)度，能夠較好地抵抗磨蝕，緩解空蝕的危害，延長水輪機(jī)的使用壽命和機(jī)組檢修周期，但價(jià)格相對(duì)較高。
(5) 機(jī)組在不穩(wěn)定工況下運(yùn)行造成機(jī)組擺動(dòng)、振動(dòng)增大，空蝕加劇，運(yùn)行中應(yīng)力求避免。
(6) 新機(jī)組投入運(yùn)行以后，在較長一段時(shí)間磨合后某些機(jī)械部分可能出現(xiàn)松動(dòng)或變動(dòng)，或者由于設(shè)計(jì)、制造、安裝原因出現(xiàn)一些缺陷影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期進(jìn)行檢查或停機(jī)處理。
綜上所述，新投產(chǎn)的高水頭混流式機(jī)組轉(zhuǎn)速高，流速大，在運(yùn)行初期要密切注意各項(xiàng)參數(shù)的異常變化，加強(qiáng)巡回檢查。國外技術(shù)的引進(jìn)、國內(nèi)制造業(yè)水平的提高，以及安裝質(zhì)量的提高，為機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，但在多泥沙河流高水頭機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行一段時(shí)間以后，仍應(yīng)進(jìn)行全面檢查，防止隱患擴(kuò)展。
