云南綠水河二級(jí)電站4號(hào)水輪機(jī)增容技術(shù)改造效果分析

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(wèn)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。

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(wèn)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。

雙牌電站自投運(yùn)以來(lái),由于多年運(yùn)行,出現(xiàn)設(shè)備老化、效率降低的情況;為了增加發(fā)電量和充分發(fā)揮電站的效益,電站進(jìn)行了增容改造設(shè)計(jì)。通過(guò)分析電站改造的限制條件,根據(jù)電站的運(yùn)行水頭和變化幅度,采用f13模型水輪機(jī)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)輪,進(jìn)行了模型水輪機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì);然后根據(jù)優(yōu)化后的水輪機(jī)過(guò)流通道,對(duì)電站的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪和基礎(chǔ)環(huán)等部件進(jìn)行了更換設(shè)計(jì)。圖2幅,表2個(gè)。

衡陽(yáng)某電站經(jīng)過(guò)40多年運(yùn)行后,其效率低,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重;在洪水期間,機(jī)組振動(dòng)大,無(wú)法運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)效益十分低下.通過(guò)此次電站技改,特別針對(duì)水輪機(jī)改造,解決了電站效率低、運(yùn)行不穩(wěn)定和效益低下等問(wèn)題.首先是選擇高效、大流量的轉(zhuǎn)輪,提高了水輪機(jī)的出力;其次復(fù)核原電站流道尺寸參數(shù),確保增容后新水輪機(jī)有足夠的過(guò)流能力;最后用專(zhuān)利的轉(zhuǎn)輪槳葉調(diào)槳技術(shù),解決了水頭、負(fù)荷變化時(shí)機(jī)組振動(dòng)大的現(xiàn)象,保證了機(jī)組能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在高效區(qū)里.通過(guò)真機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行,驗(yàn)證了此次技改的措施是成功的,大大提高了電站的綜合效益,也為國(guó)內(nèi)眾多同類(lèi)型電站的技改提供了借鑒.

水輪機(jī)增容改造后能否達(dá)到設(shè)計(jì)保證的出力和效率,改造后的水輪機(jī)的能量特性如何,是個(gè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。文章分析了水輪機(jī)改造后的出力和效率,以及水輪機(jī)在各特征工況下的能量特性。

主要介紹了沙田水電站1號(hào)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪更換的情況,并介紹了改造后的運(yùn)行情況。

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(wèn)題,造成設(shè)備實(shí)際出力與設(shè)計(jì)出力不符,經(jīng)過(guò)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(wàn)kwh提高至1803萬(wàn)kwh,年發(fā)電收入由原382.8萬(wàn)元增加至540.9萬(wàn)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)大唐公司碧口水電站#1機(jī)組增容技術(shù)改造后啟動(dòng)時(shí)的異常振動(dòng)問(wèn)題,通過(guò)采集上機(jī)架水平振動(dòng)、主軸擺度等分析了引起#1機(jī)組異常振動(dòng)的主要因素。分析結(jié)果表明,機(jī)組在不同運(yùn)行狀態(tài)下的綜合穩(wěn)定性特性是質(zhì)量力、電磁力和水動(dòng)力共同作用的結(jié)果,且在轉(zhuǎn)子檢修工藝中,應(yīng)嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)子圓度,即使偏差在允許范圍內(nèi),也要防止正偏差或負(fù)偏差集中到一側(cè)。介紹了用動(dòng)平衡方法解決碧口電站#1水輪機(jī)組異常振動(dòng)問(wèn)題的過(guò)程,提出了水電機(jī)組a級(jí)檢修后的穩(wěn)定性分析方法,同時(shí)提出了水輪機(jī)組技術(shù)改造和新機(jī)安裝時(shí)的注意事項(xiàng)。

一、前言新安江電廠九號(hào)水輪機(jī)是哈爾濱電機(jī)廠60年代初產(chǎn)品.主要技術(shù)參數(shù)為:型號(hào):p_o662-bm-410最高水頭h_(max)=84.3m導(dǎo)葉相對(duì)高度:■=0.2最低水頭h_(min)=57.8m水輪機(jī)軸功率:n_t=75.5mw設(shè)計(jì)水頭hp=73m

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(lái)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。

20水輪泵1995年第2期 水輪機(jī)， 水電站技術(shù)改造意義與展望 —— 兼介紹獅子灘電站水輪機(jī)改造增容技術(shù)研究(續(xù)完) 1 一 (酬省機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，成都，6loo41)、 3．4．1模型機(jī)設(shè)計(jì)原則 經(jīng)與國(guó)內(nèi)的各試驗(yàn)臺(tái)比較和按照水輪機(jī) 模型試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求確定：d：350ram，通流 部分幾何尺寸除轉(zhuǎn)輪外，以獅子灘電站機(jī)組 為設(shè)計(jì)依據(jù)，尾水管進(jìn)口尺寸局部放大，真 機(jī)轉(zhuǎn)輪下環(huán)最大外圓直徑不超過(guò)m2130ram， 出水邊最大尺寸2050。模型轉(zhuǎn)輪在四川省 機(jī)械研究設(shè)計(jì)院水機(jī)能量試驗(yàn)臺(tái)上作初選試 驗(yàn)，進(jìn)行局都修改，再進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，選出 較理想的轉(zhuǎn)輪連同模型機(jī)運(yùn)到北京水利水電 科學(xué)研究院水力機(jī)電研究所小能量試驗(yàn)臺(tái)進(jìn) 行定型試驗(yàn)。因此模型機(jī)設(shè)計(jì)要求考慮兩個(gè) 臺(tái)韻結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)方法。 3．4．2模型

為了滿足電能供應(yīng)的需求,對(duì)現(xiàn)有水電站進(jìn)行擴(kuò)建、改建和改造,充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備潛力是一項(xiàng)具有重要經(jīng)濟(jì)意義,增加效益,緩解電力緊張局面的有效措施。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民物質(zhì)生活需求的增長(zhǎng),黃南地區(qū)面臨著電力日益緊缺的局面。開(kāi)發(fā)新

水電廠舊機(jī)組增容有很大潛力，已往水電機(jī)組增容改造絕大部分是原水輪機(jī)出力范圍內(nèi)改造發(fā)電機(jī)部分。豐滿電站4號(hào)水輪發(fā)電組增容方法是先考慮水輪機(jī)的增容改造（出力和效率），再配套改造發(fā)電機(jī)及其監(jiān)控系統(tǒng)，增容幅度大、效果明顯。本文主要介紹豐滿4號(hào)機(jī)組的增容改造情況。

orlik水電站轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的增容改造 (捷)mvitvar 摘要 董新；÷f兜()rl屯站運(yùn)j。：一年，r．岳萌，由予：藏起動(dòng)皿相蘭大的7k頭變 犍蓁萋襞奏‰凳籬簧警銎籌瓤捌啪諺電 orlik水電站裝備有阿臺(tái)轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)， 每臺(tái)單機(jī)容量為94．5mw，運(yùn)行水頭為70．5m。 水輪機(jī)造型時(shí)面對(duì)整個(gè)水頭范圍，除最高水頭 外，還考慮到最低水頭4．1m下￡j力，囡此． 不可能選擇混流式水輪機(jī)。 ckdbiansko公司于j950年初開(kāi)始對(duì)相應(yīng) 的轉(zhuǎn)粱式水輪機(jī)進(jìn)行水力試驗(yàn)研究。由于該電 站水頭高、出力夭這兩個(gè)特殊條件．進(jìn)行水力 試驗(yàn)研究極為必要。經(jīng)過(guò)幾年的努力后．終于 獲得了能在亟個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)具有令人滿意n撈 率和氣蝕性能(并保證主要部件的運(yùn)行壽命) 的機(jī)型。 當(dāng)時(shí)，已在捷克新洛陵克的siapy水電站 對(duì)

新舊型譜系列模型轉(zhuǎn)輪性能分析結(jié)果表明,d06a轉(zhuǎn)輪能量特性及空化特性同時(shí)優(yōu)于hl160轉(zhuǎn)輪,流道對(duì)比得出兩種轉(zhuǎn)輪互換性很強(qiáng),用d06a轉(zhuǎn)輪替代hl160轉(zhuǎn)輪可增容20％。表2個(gè),圖1幅。

根據(jù)電站實(shí)際運(yùn)行參數(shù),通過(guò)數(shù)值分析及模型試驗(yàn),驗(yàn)證了哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司為楓樹(shù)壩水電站優(yōu)選出水力性能優(yōu)秀的a835a水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。經(jīng)過(guò)電站真機(jī)實(shí)測(cè)表明:新機(jī)組出力、運(yùn)行性能、各部振動(dòng)擺度等各項(xiàng)電氣機(jī)械性能指標(biāo)達(dá)到機(jī)組增容改造技術(shù)協(xié)議的要求。

分析大化水電站水輪機(jī)增容改造的必要性、可行性及增容方案的選擇，介紹設(shè)備招標(biāo)定廠和水輪機(jī)模型驗(yàn)收的情況，對(duì)水輪機(jī)改造前后的性能參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比。

潘家口電站１＃機(jī)ｈｌ７０２轉(zhuǎn)輪已不適應(yīng)電站運(yùn)行水頭，加上振動(dòng)氣蝕加劇，水輪機(jī)增容改造勢(shì)在必行。為此提出了幾種改造方案。

中國(guó)水利水電科學(xué)研究院機(jī)電所運(yùn)用自行開(kāi)發(fā)的高性能混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水力優(yōu)化設(shè)計(jì)程序、流場(chǎng)計(jì)算及性能評(píng)估等計(jì)算機(jī)軟件成果，并參考一批優(yōu)秀水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，與海南松濤水庫(kù)管理局的有關(guān)管理、技術(shù)人員合作，在充分調(diào)查研究了南豐水電站的實(shí)際水力、機(jī)組流道、原ｈｌ２６３機(jī)組結(jié)構(gòu)、特性及存在的主要問(wèn)題后，針對(duì)南豐水電站的特點(diǎn)，在保持原水電站水工建筑、引水管道、蝸殼、固定導(dǎo)葉、導(dǎo)葉、尾水管、主軸等大件基本不改變的條件下，重新設(shè)計(jì)、研制水輪機(jī)新轉(zhuǎn)輪，實(shí)現(xiàn)了提效增容技改的改造目標(biāo)。

逕口二級(jí)電站在維持原機(jī)組轉(zhuǎn)速和原水輪機(jī)流道和主要部件不變的情況下,對(duì)三號(hào)機(jī)組水輪機(jī)進(jìn)行改造,用zzt03(轉(zhuǎn)輪葉片安敏角+200)代替原zd760轉(zhuǎn)輪(轉(zhuǎn)輪葉片安敏角+50),增加300kw。

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(guò)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(jiàn)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。

通過(guò)采用水力性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)輪增容防蝕技術(shù),對(duì)黃丹水電站軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)改造的進(jìn)行了可行性研究。文章對(duì)改造前后有關(guān)流道的差異、吸出高度、水推力和飛逸轉(zhuǎn)速等問(wèn)題作了分析。通過(guò)可行性研究,以期對(duì)黃丹水電站進(jìn)行技術(shù)改造,提高其水電站的經(jīng)濟(jì)效益。