水电站机组增容改造
浅析小水电站增效扩容改造——以南宁市武鸣县宁武水电站增效扩容改造工程为例

浅析小水电站增效扩容改造——以南宁市武鸣县宁武水电站增效扩容改造工程为例摘要:为确保小水电站增效扩容改造项目实施的管理,加快水电站改造项目的建设速度,国家对小水电站进行增效扩容方面做了大量的工作,出台了一系列水电站改造资金补助的政策。
这些政策的实施极大地改善了投产早、效率低、技术落后、安全程度低的水电站,并且使得有限的水资源得到了有效的利用与发展,有效的保证了水电发展的需求。
本文主要就是根据实践工作经验了解水电站增效扩容改造的相关内容。
关键词:水电站;增效扩容;改造措施1 工程概况武鸣县宁武电站属宁武防洪调水管理所管理,位于宁武镇旧圩,于1989年兴建,1990年投入运行。
宁武水电站是一座河床式电站,装有2台水轮发电机组,机组发电是以大网联网运行,总装机容量为:1260千瓦 (2台×630千瓦),年利用小时数4500小时;设计水头4.2米,单机设计流量为18.8m3/s,设计引用流量37.6 m3/s;电站坝址以上雨水面积2890平方公里,多年平均降雨量1323.6毫米,多年平均蒸发量1215.3毫米(水面蒸发量)。
本工程将机组装机容量由原来的(2×630)kW增至(2×700)kW,原多年平均发电量为513万kW•h,技改增容后,多年平均发电量将增至609万kW•h。
2 水电站存在的主要问题2.1 设备老化,发电效率降低宁武水电站投入运行20多年了,不少电气设备已经老化,维修困难,且厂家已不再生产,有关器件难以配齐,控制保护及二次电气设备为常规型式系统落后,远不能适应目前监控保护综合自动化管理的发展要求,出现了一些影响正常安全运行的问题和事故隐患。
2.2水轮机的运行效率较低,参数性能十分落后武鸣县宁武水电站于1989年兴建,投入运行至今已经有23年,根据规定水电工程机电设备的使用年限(服役期)为25年,大部分机电设备已接近此年限。
在技术以及设备方面依然十分落后,特别是对水轮机的水力模型的开发依然处于落后的水平,还依赖于国外的先进技术,早期的水电站所采用的水轮机型号均为苏联或者美国等发达国家所研制的机型,这些机型在某些地方的小型水电站中依然在使用,但是与现代化的技术水平相比,传统的水轮机在转速以及容量方面效率依然很低,而且水轮机的水力稳定性与安全性能较差,宁武电站存在问题日益凸显。
小水电站机组增容改造的方法

小水电站机组增容改造的方法中国电力建设集团四川电力设计咨询有限责任公司四川成都 610041摘要:在小水电站的建设过程中,随着更新改造项目的落实,需要发挥先进技术的支持作用,在引进配套的工艺和装备时,促进小水电站经济效益全面提升。
在小水电站的改造过程中,需要找出有效的机组增容改造方法,针对其中的多项设备,提出有效改造方式,充分发挥清洁能源的应用价值,既要维持小水电站的稳定运行状态,还应达到安全性、经济性等多重改造目标。
关键词:小水电站;机组增容;改造方法引言:在小型水电站的建设过程中,为充分利用水能,促使水能资源利用率随之提高,需要针对其中的机组建设,从增容环节着手落实改造工作。
基于有效改造方法,在做好机组增容改造工作时,维持小型水电站的持续发展态势。
一、机组增容改造对小水电站发展的积极意义在落实机组增容改造工作时,实际上是针对机组的增容扩能,采用有效方式进行改造,使水电站的装机容量随之扩大。
在小型水电站的建设与发展过程中,随着增容改造项目的实施,能够形成多方面的积极作用。
因此,需要引起相关工作人员的重视,并对水电站机组增容改造的重要性形成正确认识。
首先,提高水电经济效益。
在小型水电站的建设过程中,由于在长期发展阶段所形成的经济效益也相对较低,在难以保证发电量的充足性时,该水电站中的实际供电能力无法在短时期之内快速提升。
因此,实际所获得的经济效益普遍较少,采用增容改造的方式,使水电站当中的机组容量随之扩大,同步带动发电能力的提升。
相对来说,能够在小型水电站的建设与发展过程中,为其带来更多的经济效益。
其次,推动小型水电站建设不断优化。
在多数小型水电站的运行过程中,随着年限的不断增长,其中的多数设备结构存在老化、磨损等现象。
在落实机组增容改造工作的过程中,能够面向小型水电站中的相关设备,在优化和完善的基础上,充分做好改造工作,面向其中的建筑和结构,形成更为优良的运行效果,促进小型水电站整体运行安全水平随之提升1]。
新源县三级水电站水轮机组增容改造的分析研究

五” 水 电农 村 电气 化 县 后 , 执 行 了 国家 的有 关 价 政
策, 二、 三产 业 和居 民生 活用 电迅 猛 增 长 , 如何满足 日
2 0 0 6年投 入 了 3 6 . 8万 元 更 新 了 三 级 电站 的 2 机 主 变, 由原来 的 4 0 0 0 K V A更 新为 5 0 0 0 K V A, 经过 前期 对 机 电设 备 的更 新 与 增 容 改 造 , 事 故停 机 次 数 明 显下 降, 发 电量 逐年 增加 。
1 项 目分 析
( 1 ) 资金 来 源 : 企 业 自筹 , 争取 国家资金 , 银 行 贷
款。
加, 效 率 明显下 降 。随着 科 学技术 的进 步 , 目前转 轮 的 设 计 与制 造 已达到 一 个新 的 高度 , 特 别 是 计 算 流体 力
学 技术 及 钢强度 分 析 技术 应 用 于转 轮设 计领 域 , 使 转 轮 设计 技术 有一 个 质 的飞跃 , 将 原 来 为 1 3 4 e m碳 钢 转轮 , 更 新并 增 容 为 q b l 4 0 e m 的 不锈 钢 转 轮 , 改 造 后
有“ 塞外江南 ” 之 美称 的巩乃斯 草原腹 地 , 总 面 积 为
隐 患频 繁 发 生 , 于2 0 0 2年 春 季 丰水 期 之前 , 利用 大 修
之际, 对 三级 电站 2 机 组 的定 子 线 圈实 施 增 容 改造 ,
9 9 8 7 k m , 人口3 0万 人 , 新 源 县 三级 水 电站 位 于新 源 县城 南 3 k m 的卡普 河河谷 下游 , 始建 于 1 9 6 6年 , 于 1 9 6 8年 1 0月投 产发 电 , 是原 设 计 第 三梯 级 , 设 计 流 量 2× 2 4 m / s , 中水 头 、 引水 式 电站 , 总装 机容量 6 2 0 0 k w, 且 口1 ×3 0 0 0 k W +1× 3 2 0 0 k W 2台发 电机组 。 近 年来 , 随着新 源县 国民经济 的快 速发 展 , 电力 供 需 矛盾 日趋突 出 , 尤其 在 2 0 0 2年 该 县 被 列 为 全 国 “ 十
关于水电站增容改造的请示

关于水电站增容改造的请示尊敬的XXX领导:我公司拥有一座位于XXX地区的水电站,该水电站建于X年,已经运营了多年。
经过长期的运营和发展,我们发现水电站的发电容量已经不能满足日益增长的用电需求。
为了提高水电站的发电能力,我们计划进行水电站的增容改造。
增容改造是指对现有水电站进行技术改造,提高发电装置的效率和输出能力,以增加发电容量。
具体计划如下:首先,我们将对水电站的发电设备进行全面检修和升级。
包括检查发电机组的耐久性和可靠性,更换老化和损坏的设备,提高发电机组的效率和可靠性。
其次,我们将对水电站的水轮机进行改造。
通过优化水轮机的叶片形状和结构,提高水轮机的流量和效率,并增加水轮机组数目,以增加整个水电站的发电能力。
另外,我们还计划对水电站的供电线路进行改造。
优化供电线路的结构和布置,减小线路的功耗和损耗,提高发电设备的供电质量和效率。
最后,我们将对水电站的水库进行蓄水能力的扩展。
通过对水库的除险加固工程,增加水库的蓄水容量,提高水电站的发电水位和发电能力。
为了确保增容改造工程的顺利进行,我们计划与相关专业机构和专家进行合作,邀请他们提供技术支持和指导,以确保改造工程的设计和施工质量。
我们已经编制了详细的增容改造方案,并获得了部分投资方的支持。
现特向领导请示,希望得到您的支持和批准,以便我们能够正式启动水电站增容改造工程。
该工程的实施将有力地推动当地水电资源的综合利用和清洁能源的发展,也将为当地经济的可持续发展提供有力支持。
感谢您对水电站增容改造工程的关注与支持!我们将全力以赴,确保工程的顺利进行和圆满完成。
敬请批示!此致敬礼XXX公司日期:XXX。
电站增容改造工程施工方案

电站增容改造工程施工方案一、工程概述电站增容改造工程是对已建成的电站进行扩建改造,以提高电站容量和发电效率。
该工程包括机组增容、设备更新、系统优化等工作。
本方案将针对一座现有水电站进行增容改造,提高其发电能力及效率,实现更好的经济效益与环保效益。
二、工程背景和目标1. 工程背景本次电站增容改造工程针对某水电站,该水电站始建于20世纪80年代,至今已经运行了30年。
原设计容量为100MW,但由于设备老化以及技术水平的提高,现有的发电机组已经不能满足当今的用电需求。
为此,需要对该水电站进行增容改造,以提高其发电能力及效率。
2. 工程目标本次增容改造工程的目标是将水电站的总装机容量提高至150MW,同时提高发电效率,使得电站在发电量和发电效率上都得到明显提升,实现更好的经济效益和环保效益。
三、工程范围1. 机组增容对水电站的现有机组进行改造,提高其发电能力和效率。
2. 设备更新更新电站的部分设备,如水轮机、锅炉、发电机等,以提高其运行效率和安全性。
3. 系统优化对电站的控制系统、监测系统等进行优化升级,使其更适应现代化发电工作需求。
四、工程方案1. 机组增容本次工程针对现有的两台50MW的水轮机组进行增容改造,目标是将其容量提高至75MW。
具体方案如下:- 对现有水轮机组进行全面检修,并进行维护保养工作;- 对水轮机组进行优化设计,改进其结构和工艺,以适应更大的功率输出;- 更换水轮机组的部分关键部件,如转子、叶片等,以提高其承载能力。
2. 设备更新本次工程将对电站的部分设备进行更新,以提高其使用寿命和运行效率。
具体方案如下:- 更换电站的部分发电机,以提高其发电效率和稳定性;- 更新电站的锅炉系统,采用更先进的燃烧技术和热能回收技术,以提高发电效率;- 更新电站的辅助设备,如泵站、压力容器等,以提高其安全可靠性。
3. 系统优化本次工程将对电站的控制系统、监测系统等进行优化升级,以提高电站的运行效率和安全性。
中小水电站增效扩容改造的主要问题及解决方案

中小水电站增效扩容改造的主要问题及解决方案摘要:社会经济的高速发展,带动了群众的生活需求,导致用电量呈现出增长趋势。
由于我国中小型水电站的建设年限较长,水电站内部的各项设施设备存在老化现象,这就会增加水电站运行的安全风险隐患,阻碍我国水利发电行业的快速发展。
关键词:中小型水电站;增效扩容改造;改造问题;改造方案一、中小水电站增效扩容改造的重要性(一)提高水电站发电技术为了保证中小型水电站的正常运行,需要保证每个水电站建设过程中采用的金属结构,符合行业标准要求和技术规范,并通过对水电站设施设备进行定期检查,保证设备运结构的完好率。
同时,要做好水电站中疏通口金属结构的定期检查,如拦污栅等等,及时更换下磨损的结构。
为了减少中小型水电站的运行维护成本,工作人员要优化水电站的设施设备配置,提高整体的发电技术水平。
(二)提高水电站综合效益首先,充分利用水利资源,并通过增效扩容的方式对地方的实际用电情况进行改造,增加整体的经济收入,带动区域的经济发展。
其次,在中小型水电站增效扩容的改造之后,可以实现清洁能源代替传统的火电电能,减少区域的二氧化碳排放量,有效的改善了区域的生态环境质量,增加实际的发电量,提高区域的生态效益。
最后,中小型水电站进行增效扩容方面的改造,能够保证区域居民的正常生活用电,且水电站工程的建设运行,不仅能提高区域的防洪能力和抗旱能力,还能充分的发挥出供电作用和灌溉作用,促进区域的农业经营生产,改善民众的生产生活条件,提高水电站项目的整体社会效益。
二、中小水电站增效扩容改造常见问题(一)基础设施设备老化当前,我国部分中小型水电站的建设开发较早,整体的建设时间较为久远,其现有的基础设施设备运行水平较低,甚至大部分的水电站都使用老旧的设施设备,其整体的运行效率较低,影响水电站的整体发电效率。
由于水电站发电设施设备的部分零部件都是使用碳钢材料制造,整体质量较差,无法抵御水体带来的长期腐蚀性。
而且,部分水电站处于长期的高负荷运转状态下,内部零件结构磨损严重,甚至会因质量问题出现结构变形问题。
水电站增效扩容改造过程中常见问题分析

水电站增效扩容改造过程中常见问题分析水电站增效扩容改造是一个复杂的工程项目,涉及到技术、经济、环境等多个方面的问题。
在实际的项目中,经常会出现一些常见问题,这些问题需要认真分析和解决,才能顺利完成水电站的增效扩容改造工作。
本文将对水电站增效扩容改造过程中常见问题进行分析,并提出相应的解决方案。
一、技术问题1. 设备老化水电站经过多年运行后,设备容易出现老化现象,这会影响到水电站的发电效率和安全性。
在进行增效扩容改造时,需要对设备进行全面的检测和评估,确定哪些设备需要更换或修复,以保证水电站的正常运行。
解决方案:对设备进行定期检查和维护,及时更换老化的设备,确保水电站的安全稳定运行。
2. 技术难题在增效扩容改造过程中,可能会遇到一些技术难题,如针对特定地质条件的水轮机选型、水电站环境保护方案等。
这些问题需要进行深入研究和技术攻关,才能找到有效的解决方案。
解决方案:充分发挥技术人员的智慧和创造力,开展技术研究和实验,找到适合水电站实际情况的解决方案。
二、经济问题1. 资金缺口水电站增效扩容改造需要大量的资金投入,但项目可能会面临资金缺口的情况。
这会影响到项目的进展和完工时间。
解决方案:通过多方筹资,如银行贷款、政府支持等方式,解决资金缺口问题,确保项目能够按时完成。
2. 投资回报周期水电站增效扩容改造需要巨额投资,投资回报周期通常较长,这可能会影响到投资者的积极性和投资意愿。
解决方案:通过合理的经济评估和规划,制定出合理的投资回报周期,争取投资者的支持和参与。
三、环境问题1. 生态保护水电站增效扩容改造可能会对周边的生态环境造成影响,如水域生态系统、野生动植物等。
这需要进行严格的环境评估和保护措施。
解决方案:制定合理的生态保护方案,积极采取各种环保措施,减少对周边生态环境的影响。
2. 水质保护水电站增效扩容改造可能会影响水域的水质,导致水质污染问题。
这需要进行水质监测和保护措施,以确保水质达标。
解决方案:加强水质监测,及时发现问题并采取合适的措施,保护水域水质,确保水电站改造工作不会对水质造成负面影响。
湖南省双牌水电站机组增容改造情况简介

湖南省双牌水电站机组增容改造工程情况简介湖南省双牌水电站徐兴国双牌水电站机组增容改造工程至2013年1月23日已全面实施完成。
目前,增容改造后的机组基本上达到了运行安全稳定、增加容量、增加经济效益的目标。
双牌水电站的机组增容改造工程启动于2008年。
4月中旬,双牌水电站组织有关技术人员到盐锅峡水电厂、哈尔滨电机厂了解国内同类型机组的增容改造有关情况。
4月下旬,站务会议对考察情况进行了专题研究,并成立了发电设备改造工作领导小组,设技改办具体组织实施,并确定了机组改造工作程序。
5月上旬,双牌水电站就机组增容改造有关情况向集团公司领导作了专题汇报,按照公司指示,与湖南省水利水电勘测设计研究总院协商了项目设计服务合同有关事项;项目分为可行性研究(代初步设计)、设备招标文件编制、技施设计三个阶段。
6月4日,电站向集团公司报送《关于双牌水电站水轮发电机组增容改造的请示》(湘双电呈[2008]4号),得到集团公司领导的高度重视。
6月中旬,双牌水电站与湖南省水利水电勘测设计研究总院正式签订了《机组增容改造项目设计服务合同》。
9月19日,湖南水利水电开发集团有限公司组织了对湖南省水利水电勘测设计研究总院编制的《双牌水电站增容改造工程可行性研究报告》的评审。
评审会由湖南省水利厅副总工程师陈志江同志主持,并邀请了湖南省水利厅、中南勘测设计研究院、湖南省电力中心试验研究所、双牌水电站的有关专家进行评审。
与会专家一致认为:双牌水电站机组实施增容改造,技术上是可行的,经济上是合理的;机组增容改造应在保证水工建筑结构基本不动的原则下进行。
2008年10月20日,双牌水电站以 湘双电呈[2008]19号 文件向水利厅报送《双牌水电站关于水轮发电机组增容技术改造立项的请示》,根据可研报告,就双牌水电站计划将三台水轮发电机组单机容量由45MW 改造增容到50MW的问题向水利厅做了专题请示汇报。
同年12月24日,湖南省水利厅以 湘水农电[2008]52号 文件批复同意双牌水电站进行机组增容改造立项。
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XX水电站1600kW机组增容改造可行性研究报告XX水电设备有限公司2010年4月目次1机组基本参数 (3)2机组运行情况 (4)3改造目标 (4)4水轮机增容改造潜力分析 (5)5水轮机增容改造方案 (7)6发电机增容潜力分析 (11)7发电机增容改造方案 (12)8机组增容改造初步报价 (15)9改造效益初步估算 (15)10 质量保证条款和售后服务承诺 (16)11技术改造中的技术优势 (16)12增容补充报告 (17)13增容改造工程报价文件 (23)XX水电站1600kW机组增容改造方案1 机组基本参数XX水电厂,装有三台混流式水轮发电机组,额定水头50.5m,工作水头变幅40~63m。
其中2台单机额定出力1600kW,电站计划改造增容到2000kW,目前在可研立项阶段。
电站有关参数及1#、2#机组主要设备参数见下表1和表2。
表1 宝安电站1#、2#机组技术参数水轮发电机组及主要设备技术参数见下表2。
表2 XX电站1#、2#机组主要设备技术参数2 机组运行情况机组运行情况统计分析见下表3。
表3 机组运行情况统计分析3 改造目标在50.5m额定水头条件下,增容改造后达到额定出力2000kW,在较高水头下运行,机组应保证稳定性能满足要求;4 水轮机增容改造潜力分析4.1 HL220机型特点简介HL220型转轮是50年代由苏联引进的混流机型,在60~70年代是中水头段性能较好的转轮之一,曾用型号为HL702。
相对导叶高度为0.25D1,其能量、效率及空化性能均一般。
该机型转轮在国内大中小电站都得了到广泛使用,典型老电站有湖南柘溪、湖北丹江口及四川龚嘴等电站。
HL220模型水轮机转轮主要技术参数见表4,模型水轮机转轮综合特性曲线见附图1。
表 4 HL220-46模型水轮机转轮主要技术参数该机型在使用中存在的主要问题有:(1) 效率偏低。
从苏联提供的模型特性曲线看,最高效率点为92%,但在国内试验台上进行模型试验结果表明,其最高模型效率点仅为91%;(2) 空化性能较差。
真机普遍都存在较为突出的空蚀问题;(3) 稳定性能差。
HL220有两个比较明显且范围较大的振动区,据大型机组调研结果表明,振动区大致在导叶开度30~40%和70~80%两个区域。
在小机组上,振动区的影响不是很突出,稍加补气后,能够稳定运行。
(4) HL220转轮对水头变幅偏大的运行条件比较敏感,最优单位转速偏低。
4.2 增容改造思路及要求(1) 核查基本数据,重点是复核电站来水量是否充足有余;(2) 复核引水管路直径是否满足增容要求,并精确测量工作水头及水头损失;(3) 通过计算分析论证找出原额定工况技术参数与电站运行实际最佳需要存在的差距,确定改造目标;(4) 根据增容目标参数,校核机组关键转动部件强度及技术相关参数等;(5) 选择适合电站实际运行要求的转轮或采用“量体裁衣”方式优化设计的转轮;(6) 准确选择有资质业绩的供货商作为合作伙伴,确保技术改造圆满成功。
4.3 应注意的问题(1) 对于增容机组,转轮过流能力即单位流量的选择确定,主要受气蚀性能的限制;对于工作水头大于50m的机组,转轮增容幅度不宜太大,一般应限制在20%左右,否则改造后转轮的气蚀性能将下降。
建议转轮叶片和下环都采用抗气蚀性能较好的ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢材料。
(2) 改造前现场调研时,应通过机组负荷试验或查阅大修记录的方法,了解导叶的真实开口值。
当增容幅度较大时,导叶开口需要随之调整加大(调速器摇臂改造)。
4.4 水轮机增容潜力分析小结综上所述,XX电站HL220-71水轮机可以在引水钢管和流道不变的前提下,通过更换较大过流能力、较高效率的新型“X”叶片转轮,在额定水头50.5m条件下,具有增容到2000kW的潜力。
5 水轮机增容改造方案5.1 改造转轮选型通过全面分析XX电站增容改造的条件和实际需求,推荐HL2517型转轮应用于本站改造。
其主要模型技术参数见下表6。
HL2517-35模型转轮综合特性曲线见附图2。
表6 HL2517-35模型转轮主要技术参数5.2 改造转轮技术指标改造转轮满足以下技术指标,见下表7表7 HL2517-71转轮改造后技术指标注:水轮机转轮效率修正值取△η=-1%。
5.3 水轮机改造后性能保证5.3.1 功率保证改造后的机组功率保证见下表8。
表8 转轮改造的机组功率保证值计算5.3.2水轮机轴向水推力改造后的水轮机轴向水推力按下式计算:2Hmax(t)= 0.34×0.785×0.712×63=8.476(t) Poc=K(π/4)D1由于改造转轮模型水推力系数K值略有增加,由0.32提高到0.34,因此水轮机最大轴向水推力比改造前增加约9.34%。
建议机组增容改造中将原合金瓦更换为承载能力较高的弹性金属塑料瓦(冷却系统改造为外循环)。
一般要求单位压力≤12kg/cm2。
5.3.3 水轮机飞逸转速水轮机飞逸转速按下式计算:n p=(n11R×Hmax0.5)/D1=(138×630.5)/0.71=1543r/min改造后转轮的最大飞逸转速为1543r/min ,高于原水轮机飞逸转速1338r/min ,但仍低于机组设计最大飞逸转速1600r/min 。
因此,改造后发电机转动部件在飞逸状态下的强度满足原设计要求。
5.3.4 空化性能校核由于机组的安装高程已经确定,不可能再降低转轮的安装高程,因此,须对新转轮能否满足安装高程要求进行校核。
水轮机装置空化安全系数K 按下式进行计算,计算结果见表9。
式中:H S ——水轮机的实际吸出高度(m ); ▽——机组安装高程(m ),▽=101.5m ; K ——装置空化安全系数; σM ——模型转轮临界空化系数; H ——水轮机净水头(m );表9由表9可以看出,在现有装置高程和吸出高度条件下,各工况改造后新转轮HL2517-71空化安全系数都略大于改造前HL220-71转轮的空化系数,说明新转轮空化性能满足水轮机的安装高程的要求,同时在安装高程相同的条件下,新转轮的空蚀性能稍优于改造前。
5.3.5 振动稳定性HL220转轮在部分负荷工况下的尾水管涡带压力脉动是比较严重的,在大型电站运行时,经常出现强烈的涡带振动,甚至个别电站出现了强烈的引水系统水力共振现象。
说明HL702转轮整体水力稳定性能不够好。
但在转轮直径小于1.4m 的小型机组上,振动现象不突出,水轮机的振动稳定性基本能够满足运行要求。
H K H M S σ-∇-=90010而新转轮HL2517是采用先进的计算机优化设计技术,并在设计中参考了性能相近的优秀转轮,充分借鉴了最新的转轮流场分布与压力脉动的相互关系研究成果,涡带压力脉动将比HL220转轮有所改善。
无论在压力脉动的大小上,还是出现压力脉动的工况范围,都将有较大的改善。
因此,改造后新转轮能够保证在各种工况下长期安全稳定运行。
5.3.6 调保计算校核本机组改造目标主要是增容,新转轮在各水头下的过流量比原转轮相比增大约6~20%,但是由于本机组是接在大型机组引水管道上,因此,转轮改造后,所增加的流量对于大型机组引水管道基本上可以忽略不计。
在导叶关闭时间及关闭规律不变的情况下,甩额定负荷时的蜗壳压力上升和机组转速上升均与改造前基本相同。
因此新转轮应完全能够满足调保计算的要求。
5.3.7 活动导叶最大开口值校核在水轮机流道和转轮确定的条件下,水轮机的过流能力取决于导叶的最大开度。
因此,需对原机组最大导叶开度进行校核。
真机导叶数为12枚,导叶分布圆直径为910mm ,最大导叶开度a 0max =110mm 。
HL2517-35模型导叶数为24枚,导叶分布圆直径为413mm ,限制工况相应导叶开度约为a 0M =27mm 。
换算到真机时,限制工况对应真机所需导叶开度为119mm 。
5.3.8 水轮机改造项目水轮机增容改造是在通流部件不变条件下进行的,因此改造的主要内容是转轮。
其他部件如导叶和前后盖板是否需要维修改造,应待现场检测后再确定。
原型水轮机转轮的制造,采用铸焊结构。
叶片制造采用三坐标数控机床,叶片型线的加工偏差小于±0.1%D 1。
转轮组焊后,叶片和上冠、下环等过流表面粗糙度,各项技术指标达到并优于《水轮机通流部件技术条件》所规定的各项要求。
5.3.9水轮机调速功校核mm)(911274139101224000000=⨯⨯==M M T T M T a D D Z Z a由于本次技术改造是将机组额定功率由1600kW 提高到最大2200kW ,需要对水轮机调速器的调速功进行校核。
本电站采用YZFT-1000型调速器,其调速功为1000kg-m 。
根据小型水轮机调速功计算公式:取k =1.5,则所需调速功为:从计算结果看,本站原调速器的调速功余量较大,完全满足增容改造要求,电站介绍原调速器调节的稳定性不好,建议在条件容许的情况下,可考虑更换新型微机调速器。
水轮机的导水机构传动部件如拐臂、连杆机构、控制环及调速轴、推拉杆等部件的强度均是按调速功来计算的,与其他因素无关。
所以,本站水轮机导水机构的传动零、部件的强度都应满足改造要求。
5.3.10 水轮机改造方案小结综上所述,采用HL2517-71转轮改造后,水轮机额定流量可以由改造前的4m 3/s 增加到改造后的4.8m 3/s ,增加最大幅度为20%;额定点运行效率提高1%左右。
改造后的机组额定出力能够达到2000kW ,空化系数与HL220基本相同。
经校核,改造后水轮机的水力性能和机械性能完全满足安全稳定运行的要求。
综上所述,HL2517-71转轮是XX 电站机组增容改造比较理想的转轮。
6 发电机增容潜力分析由于发电机定子绝缘材料性能的提高,在定子铁芯不动的条件下,通过更换定子线圈,减小绝缘材料厚度,将绝缘等级由B 级提高为F 级,并增加线圈的过流面积,发电机功率一般可以提高20~25%。
具体到本站机组,由增容改造经验和初步电磁计算得知,通过更新定子线圈和转子线圈,额定功率可以由1600kW 增容到2000kW(cos υ=0.80)。
并且最大功率可以达到2200 kW (cos υ=0.88)。
国内早期设计制造的水轮发电机组,支撑结构部件和主轴强度一般都有较大1765.13/2)(r H Nk A =m kg 535)6322005.1(1765.13/2-=⨯=A安全裕量,1600kW机组增容到2000kW在结构强度方面不存在问题。
综上所述,根据目前国内的技术水平和我公司的实际改造经验,XX电站机组增容到2000kW在技术上是完全可行的。
需要注意的是,发电机增容改造虽然是一项较为成熟的技术工作,尤其对于本站而言,基本上不存在特殊的技术难度问题。