|
摘要：提高机组整体效率到达增加机组出力的目的是水电站增容改造的主要课题。机组整体效率应当从水力、机械及电磁三方面综合斟酌。转轮改造是增容改造的重点。
关头词：机组整体效率 转轮改造 推力轴承改造 透风系统改造 定子铁芯改造 直流励磁机更换
水轮发机电组增容改造是水电站技术改造的主要课题。一方面。由于装备老化，机组现实效率显著下降。另外一方面，技术前进促进水轮发机电组效率进一步提高。是以，投产较早的水轮发机电组经由过程技术改造后效率有较年夜的提升空间。
从经济角度来看，水电站建设资金的主要部门是水工建筑物，在不增加水耗的条件下，经由过程对机电装备技术改造，提高机组整体效率，增加机组出力。与新建电站相比，技术改造投资少，生效快，经济效益好。水轮发机电组的整体效率由水力、机械及电磁三方面身分综合决议。制定增容改造方案进程中应当周全斟酌影响机组效率的多方面身分，运用当前机组制造的新材料及新技术，接纳综合的优化方案，到达机组整体效率提高的目的。
本文针对投产较早的水电站影响机组效率的主要身分进行分析，提出机组增容的途径。
1 提高水力哄骗效率
1.1 提高转轮效率，适当增加转轮单元流量。
转轮的改造是水电站增容改造的重点。较早投产的水轮机由于那时技术条件的限制，性能落后，制造质量差。我国转轮系列型谱中如HL240，HL702，ZZ600等转轮是国外上个世纪30年月至40年月的技术水平。另外一方面，运行多年的转轮经过量次空蚀后补焊打磨，变形加上过流部面磨损，密封间隙增加，效率较着下降。例如双牌水电站水轮机转轮是HL123（即HL240），80年月中期机组整体效率是86％，年夜出力可达50MW，今朝高只能发出48MW。
随着科学技术的前进，转轮的设计与制造已到达一个新的高度度。优化设计技术,CFD（计较流体力学）技术及刚强度分析技术运用于转轮设计领域，使转轮设计技术有一个质的飞跃。出格是CFD的运用，使转轮设计到达见机而作的水平。消除选型套用与现实水力参数的误差。叶片模压成型技术及数字控制加工技术的运用，使加工出厂的转轮与理论设计误差缩小，转轮效率可达94.5％，与老型号转轮相比，新混流式转轮效率可提高2％～3％，轴流式转轮效率可提高4％～5℅。因而可知，转轮的改造能使机组效率有一个较年夜的提升。
适当增加转轮的单元流量，充实哄骗丰水季节水能，经济效益也十分可观，但转轮过流量遭到座环高度的限制，也就是遭到导叶相对高度的限制。改造后的转轮单元流量不成能无限制增加，另外一方面，流量加年夜，流量上升，空蚀特征变差，水轮机靠得住性不能保证。是以，流量增加，应提出适当的要求，几种转轮的年夜单元流量以下：
转轮型号单元流量
HL2401.45m3/s
HL2201.28m3/s
HL1801.15m3/s
转轮选择可直接选用与现实水力参数相符或相近的转轮。经过真机运行检验后其转轮的能量特征及费靠得住性优秀的转轮用于水力参数相符或相近的场所,改造的成功率有掌控。且能省往模子实验的费用。
改造费用低，经济效益好。转轮选择的另外一个方式，是用与现实水力参数相差不多的转轮，经过改型设计后，直接使用，也可省往模子实验的费用，其靠得住性及能量特征也有保证。
转轮选择的第三个方式是哄骗CFD技术。凭据现实水力参数进行见机而作式的设计。理论上这样的转轮合适现实情况。各项指标都能到达优。但对年夜中型电站而言，转轮靠得住性相当重要。见机而作式设计出来的转轮必需经过模子实验。这样转轮设计制造的周期较长，费用也很高。
1.2 减小转轮漏水量
由于泥沙磨损，转轮密封装配间隙增年夜也是机组效率下降的缘由。转轮密封装配损坏，检修时难以修复，是以在更换转轮时同时对密封装配进行改造，减小漏水量，提高效率。
1.3 下降尾水水位到设计水位
由于持久泄洪，投产较早的电站尾水河流存在分歧水平的拥塞，致使设计尾水水位上升，机组哄骗水头下降，出力下降。清算尾水河流，使尾水水位控制在设计水位的范围，可以使机组出力增加。出格对于低水头电站，尾水水位的变化对机组出力影响年夜，清算尾水河流可获得优秀的经济效益。
2 减小机械损失，提高机组效率
2.1推力轴承改造
今朝弹性金属塑料瓦技术成熟，造价不高，运用普遍。慢慢取代传统的巴氏合金推力瓦。与巴氏合金相比，弹性金属塑料瓦突出的优点是磨擦系数小，是以用弹性金属塑料瓦替换巴氏合金瓦可以减小机械损失，提高机组效率。值得注重的是，运用弹性金属塑料瓦的机组停机进程较长，而且导叶漏水较年夜的情况下，机组有"潜动"现象发生。
2.2 改造发机电透风系统，减小机组透风消耗
老式风路系统，风量分配不合理，漩涡年夜，风损年夜，挡风板过量，给检修、维护带来未便。新式风路可以使总风量削减20～30，透风消耗减小50，机电效率可以提高0.3～0.6。风路系统配合冷却器一起改造可以使机电定子高点温度下降6～10℃；转子温度10～15℃。是以对于定子线圈及转子线圈尽缘没有缺陷的机组，可以不合错误定子及转子进行改造，而只改造透风系统，就能够提多发机电的容量。盐锅峡电站就是采用这类改造方式。这样即可节省投资，也可缩短改造的工期。
3 减小电磁损失
3.1定子铁芯改造，减小铁芯损失
铁芯损失是发机电电磁损失的主要部门。投产较早的机组硅钢片磁滞损失较年夜，加上多年运行后铁芯松动，尽缘老化，涡流损失增加。选用性能较好的硅钢片对铁芯进行改造可以使发机电效率进一步提高。
3.2 取消直流励磁机，采用可控硅励磁
投产较早的年夜中型水轮发机电组多采用直流励磁机励磁。这类励磁方式故障多，维护费用高，用机组附加消耗增加。采用可硅励磁方式不仅能提高励磁系统靠得住性，下降维护费用，还能提高机组效率。
|