劉家峽水電廠增容改造前后水輪機(jī)磨蝕及效率變化原因

陸水電廠原水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪氣蝕嚴(yán)重，槳葉不能自動(dòng)協(xié)聯(lián)，不能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致水輪機(jī)效率下降。經(jīng)分析論證改用ｊｋ５０８轉(zhuǎn)輪，并在陸水電廠２號(hào)機(jī)改造中應(yīng)用，出力由原來的８８００ｋｗ提高至１０１００ｋｗ，最高效率比原機(jī)型提高９％（相對(duì)效率）以上，改造獲得圓滿成功。

劉家峽電廠2^#機(jī)組改造增容工作自1989年11月開始,至1994年4月結(jié)束,歷經(jīng)約4年半。在不改變2^#機(jī)組基本結(jié)構(gòu)、總體布置和埋入件的條件下,逐步完成發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)、變壓器、封閉母線等的配套改造增容。經(jīng)鑒定驗(yàn)收,認(rèn)為劉家峽電廠2^#機(jī)組出力由225mw提高至255mw的改造增容是成功的。本文重點(diǎn)介紹水輪發(fā)電機(jī)的改造增容,主要內(nèi)容有電磁方案選擇、轉(zhuǎn)子、上機(jī)架及通風(fēng)系統(tǒng)的改造。

江西羅灣水力發(fā)電廠1號(hào)、3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)過技術(shù)改造后,每臺(tái)機(jī)組容量增大1000kw。同時(shí),針對(duì)機(jī)組存在的缺陷進(jìn)行改造。既提高了出力,又提高了水能利用率,減少了水能損失,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果。

本文詳細(xì)論述了劉家峽水電廠水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片形狀的變化和磨損破壞的原因,并且提出了比較切合實(shí)際的修型建議,為電廠增容改造提供了必要的依據(jù)。

應(yīng)用水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)理論,采用二元計(jì)算方法,針對(duì)龍頸電廠下庫(kù)電站存在的問題,對(duì)原能量指標(biāo)較差的hl263轉(zhuǎn)輪進(jìn)行改造,提高了下庫(kù)電站機(jī)組的出力和效率,并提高了水輪機(jī)的抗氣蝕性能。

改造后的水輪機(jī)效率可比原來的水輪機(jī)提高約１０％，水輪機(jī)輸出功率可比原來的水輪機(jī)提高約３０％，改造投資少，經(jīng)濟(jì)效益，增容改造的效果十分顯著。

劉家峽水電廠增容改造的ｈｌａ４３０ａ－ｌｊ－５５０水輪機(jī)，１９９４年４月中旬投運(yùn)，１９９８年７月中旬停機(jī)大修，共運(yùn)行１７０５５ｈ，轉(zhuǎn)輪空蝕磨損破壞與ｈｌ００１－ｌｊ５００水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪比較有較大改善。該文介紹了改造過程中為提高轉(zhuǎn)輪抗空蝕磨損能力進(jìn)行的各項(xiàng)研究工作、新轉(zhuǎn)輪運(yùn)行工況、空蝕磨損狀況以及與１９８５年３月更換的不銹鋼轉(zhuǎn)輪的差別；劉家峽水電廠２號(hào)機(jī)的成功改造對(duì)我國(guó)多泥沙河流水民站提高水輪機(jī)抗空蝕磨損性能的啟示等內(nèi)容。

劉家峽水電廠五號(hào)機(jī)增容改造機(jī)組由加拿大ge公司制造,葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司應(yīng)劉家峽水電廠的邀請(qǐng),在18天的時(shí)間里合理安排工序,克服種種技術(shù)上的難題,優(yōu)質(zhì)快速地完成了發(fā)電機(jī)定子線棒各種接頭(包括匯流環(huán)接頭)的焊接工作。本文對(duì)有關(guān)焊接工藝及焊接過程中遇到的問題進(jìn)行了介紹與分析。

敘述了碧口水電廠hl702-lj-410水輪機(jī)改造的實(shí)施及其效果,可供中國(guó)20世紀(jì)60~80年代投產(chǎn)的水電廠混流式水輪機(jī)增容改造參考。

介紹了劉家峽水電廠#5機(jī)組擴(kuò)修中采用ge公司方法——應(yīng)用自動(dòng)盤車裝置進(jìn)行軸線調(diào)整,確保了機(jī)組安裝質(zhì)量和軸線調(diào)整安全性。實(shí)踐證明,該法省時(shí)、省力、操作簡(jiǎn)單、停點(diǎn)準(zhǔn)確、軸系受軸向和徑向干擾小、效率高、質(zhì)量好。

介紹了湖南省柘溪水電站1號(hào)水輪機(jī)增容改造的歷程、必要性及改造后的主要性能參數(shù),并總結(jié)了改造工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

龔嘴水電站曾先后對(duì)1#、5#水輪機(jī)進(jìn)行了增容改造,但投運(yùn)后出現(xiàn)異音、較強(qiáng)振動(dòng)及頂蓋與轉(zhuǎn)輪磨蝕嚴(yán)重等問題。為此,對(duì)龔嘴水電站2#水輪機(jī)的改造從多方面進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化,同時(shí)增設(shè)了大軸中心孔補(bǔ)氣裝置。對(duì)2#水輪機(jī)改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、參數(shù)優(yōu)化等多方面進(jìn)行了綜合闡述,希望能為國(guó)內(nèi)眾多老廠機(jī)組的改造提供一些參考和支持。

④ 7一上z一 1993年第4期 發(fā)申5(迄，7_ 甘肅電力總第衛(wèi)期 劉家峽水電廠水輪發(fā)電 機(jī)組的技術(shù)改造 劉索峽水電廠蔣蛻了；f、r 劉家峽水電廠位于甘肅省永靖縣境內(nèi) 的黃河干流之上，電廠于19回年第一臺(tái)機(jī)組 發(fā)電，至1974年底全部建成．電站共裝機(jī)5 臺(tái)，總裝機(jī)容量1225mw．機(jī)組的參數(shù)如下： 水輪機(jī)發(fā)電機(jī) 型號(hào)：hl(di-i．,1550型號(hào)："i~128)／2u0-48 hi．d~一1．3—550ts1260／i~一啦 最高水頭：l14m功率：225m~v 30f~iw 額定水頭：10om功率因數(shù)：0,875 最低水頭：70m額定電流：9430a 設(shè)計(jì)吸出高：一i額定電壓：l~75kv lv 運(yùn)行吸出高：一5．5--ii．5m額定轉(zhuǎn)速：l2蛔l 下環(huán)錐角：iy飛逸轉(zhuǎn)速：2

針對(duì)劉家峽水電廠機(jī)組冷卻水系統(tǒng)發(fā)生的過壓事故，分析了其中存在的問題，并就如何解決這一問題提出了一些看法。

闡述了劉家峽水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造模式的選定及改造過程,簡(jiǎn)要介紹了新組建的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)以及改造中應(yīng)注意的問題。

某水電站設(shè)計(jì)水頭6.8m,設(shè)計(jì)流量75m3/s,設(shè)計(jì)裝機(jī)3×1250kw貫流式水輪發(fā)電機(jī)組3臺(tái)。由于水輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造和裝配存在問題,造成設(shè)備實(shí)際出力與設(shè)計(jì)出力不符,經(jīng)過對(duì)設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù)測(cè)試和增容改造方案分析比較,確定對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的軸、軸承、水封等部位實(shí)施改造?，F(xiàn)增容改造后水輪機(jī)單機(jī)最大出力由原891kw提高至1292kw左右,年發(fā)電量由原1276萬kwh提高至1803萬kwh,年發(fā)電收入由原382.8萬元增加至540.9萬元左右,設(shè)備運(yùn)行良好,效率高,電站經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到有效提高。

針對(duì)劉家峽水電廠通信樓直流電源中存在的問題,提出了改造方案,從直流電源設(shè)備配置和各項(xiàng)技術(shù)要求等方面進(jìn)行了詳細(xì)論述。通過劉家峽水電廠通信樓直流電源設(shè)備的改造,解決了當(dāng)前電源系統(tǒng)存在的問題。

南告水電廠在進(jìn)行了充分的可行性研究的基礎(chǔ)上，以不改動(dòng)原有水輪機(jī)各種結(jié)構(gòu)和尺寸為條件，利用科技進(jìn)步成果，對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了更換改造，不僅提高了水輪機(jī)的效率，也為今后機(jī)組增容打下了良好的基礎(chǔ)。

水輪機(jī)增容常用的兩種方法是更換新轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)輪葉片修形。通過更換新轉(zhuǎn)輪增容方式是最徹底的,但工期長(zhǎng)、人力投入和資金投入都很大。轉(zhuǎn)輪葉片修形增容方法則投資少、見效快,適合于設(shè)計(jì)制造較早、參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低、有增容潛力的水輪機(jī)。采用貼體坐標(biāo)下的有限體積法和k~ε模型,對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的三維粘性流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,科學(xué)合理地確定轉(zhuǎn)輪葉片的切割量,實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)增容,并將該方法應(yīng)用于豐滿7號(hào)水輪機(jī)。在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片割邊增容改造中應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算新技術(shù),不僅提高了水輪機(jī)出力,實(shí)現(xiàn)增容目的,而且改善了機(jī)組運(yùn)行性能。

介紹了碧口水電廠3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)增容改造后的能量特性驗(yàn)收試驗(yàn)，并與改造前的能量特性進(jìn)行了對(duì)比，從能量驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果看，3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)增容改造是成功的。

介紹了碧口水電廠3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)增容改造后的能量特性驗(yàn)收試驗(yàn),并與改造前的能量特性進(jìn)行了對(duì)比。從能量驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果看,3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)增容改造是成功的。

對(duì)劉家峽水電廠水輪發(fā)電機(jī)組軸線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安裝、調(diào)整工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，總結(jié)出了科學(xué)合理的安裝、調(diào)整工藝。