渔子溪电站水轮机组技术改造

1、渔子溪电站水轮机组技术改造摘要：渔子溪电站位于汶川县境内，是70年代初国内自行设计投产的高水头混流式机组。由于先天不足，存在缺陷多。为了提高机组的自动化水平及运 行可靠性，延长大修间隙而进行了技术改造。通过技术改造，提高了机组稳定性和安全可靠性，提高机组效率。1基本情况1.1概述渔子溪电站是岷江上游右岸支流梯极电站的第一级水电站，本电站为隧洞引水式地下厂房。电站设计水头270 m，最高水头 318 m，最低水头 265 m，设计最大引用流量 693 m3/s 。电站总装机容量 160 MW。共有四台单机容量 40 MW的高水头混流式水轮发电机组。原水 轮机的型号 HL004LJ210(A45)

2、。发电机型号为 TS42512512。于1972年投入运行。 四台机分别由哈尔滨电机厂，天津发电设备厂，东方电机厂三个厂家生产。1.2运行遇到的主要问题电站自投产运行近30年。高水头机组设备老化现象日趋严重。由于机组是中国自行设计的 高水头水轮发电机组，先天存在缺陷较多：1) 机组运行稳定性较差，机组振动，摆度大使机组无法稳定运行，推力瓦温高。2) 水轮机过流部件在泥沙磨损及空腔汽蚀的双重作用下损坏迅速。3) 大修周期短，检修维护频繁，机组运行稳定性、可靠性差。运行初期，发电运行与停机检修时间之比为112。机组等效可用系数低，经济效益差，已达到必须改造地步。2改造内容及要求2.1球阀管路及接力

3、器改造渔站直径为 16 m 的球阀环形接力器自投产使用以来，一直存在着操作力矩不够，严重漏 油和油水混合的缺陷。针对以上问题，经厂工程技术人员反复研究计算，把球阀旁通管由原来一根直径为 100 mm，改为两根直径为 150 mm 管路。增大了蜗壳平压进水量，初步解 决了由于导叶漏水大，球阀平压困难及开关难。由于高水头机组导水机构磨蚀严重，开球阀平压压力仍经常无法保证。加上原球阀环型接力器检修困难，密封漏油严重，最多时开关 一 次球阀漏油近2 t，而且操作力矩偏小，仍然开不了球阀。检修人员经常为了保证开机发电，不得不落尾水门抽尾水，进蜗壳堵漏后再平压开球阀开机。针对以上问题，将渔站球阀环 形接力

4、器改造为直缸接力器，彻底解决了原来存在的问题，检修工作量大大减少，经济效益可观。2.2推力瓦的改造1995年至1996年将14号推力瓦运行温度高的巴氏合金瓦，更换为新型弹性塑料瓦。弹性塑 料 瓦与巴氏合金瓦比较具有明显优点：塑料瓦安装检修方便，省时省力，不需研刮；易于盘车，使用性能优良，运行可靠，基本不受工况限制；宜于惰转，热启动，20天停机不需顶转 子；瓦温低，事故时允许推力轴承冷却器短时间断水运行。主要解决了推力瓦温高，降负荷运行及烧瓦事故问题。大大提高了机组安全可靠性。2.3水轮机技术改造2.31水轮机改造前的运行情况由于渔子溪泥沙含量高，主要成份是石英、长石、角闪石。投产初期经过一个汛

5、期运行，转轮 导水机构均遭磨蚀破坏，尤以导水机构为重。导叶端面破坏严重，漏水量大增，球阀不能正 常开启；每次停机后必须进蜗壳堵漏后才能开启球伐。主轴密封漏水事故经常发生，机组每年都要进行大修。经过上下抗磨板，球阀的涨圈及管路改造，水轮机破坏程度得到减轻，可 以经历两个汛期运行进行大修。为了彻底解决渔子溪型高水头水轮机泥沙磨损及空蚀问题，提高机组运行稳定性，增加机组出力。映总厂和哈电机厂1993年2月签定了改造合同。2.32改造目标1) 在原埋设部件基本不变的情况下，通过对转轮，导水机构的改造，改善水轮机的空蚀状况，降低空化系数至002以下。减轻导叶区及转轮上的空蚀与泥沙磨损，延长机组寿命 ，保

6、证机组大修间隔为4年。2) 提高机组的稳定性，尾水管的压力脉动由原来的7% H 降低到 4% H。3) 提高机组的效率，在负荷50%以上时，加权平均效率提高3%以上。4) 机组增容 10%，水轮机出力由 417 MW提高到458 MW。5) 引用密封漏水为机组的冷却水。2.33改造后结构的变化转子直径由原来21 m增大到215 m。导叶高度比原导叶高48 mm。导叶个数20个，比原 来增加4个，由标准正曲率导叶改为负曲率导叶；改造后导叶区流速下降，流态改善，具有 较好的抗泥沙磨损性能。顶盖、底环采用焊接结构，整体刚度大大增加。顶盖法兰厚度 180 mm。主轴密封采用单侧螺旋加水压活塞，采用顶盖

7、供水机组冷却方式。2.34改造后运行情况渔站3号机组 1996年5月15日18：00水轮机改造后并网运行，经过三年多的运行观察，改造 后的3号导水机构情况最好。球阀平压力仍能达到 25 MPa 以上。机组运行稳定性高，三 年多运 行中没有出现过异常的现象。比其它机组三年平均多发电量 8 812 万kWh，开停机 669 次。除两次设备异常，其余 667 次开停机都正常。效率最高达到 9282%。比改造前高2% 以上，低负荷区高5%以上。顶盖供水方式缓解了主轴密封漏水，更主要是减少了容积损失。顶盖取水作为机组技术供水的补充水压可提高005 MPa。降低了尾水管的压力脉动，增加 了机组的稳定性，低

8、负荷区域稳定范围增大。3号机组改造后，于1996年8月及1999年5月做 过两次效率试验。采用的是鲁布革电厂科技开发公司 IEC41 推荐的热力法进行试验，并邀 请局试研院水机室及哈尔滨大电机研究所同志共同参与此项工作。1996年测得3号机最高效率点 9383%，1999年5月测得最高效率点9282%，保持了较高的水平。1996年元月哈尔滨电机厂完成了厂内制造工作，1996年5月在渔站3号进行真机试运行。2.35改造后效果1) 机组运行可靠性，稳定性提高。2) 顶盖供水投用后，厂用电减少，厂用率降低 013%。3) 机组大修间隔时间长，由两年一次延长到四年一次大修，节约修理费。4) 机组效率提

9、高率为536%，增加发电量，最高效率 93.82%。渔站3号水轮机改造技术方案投入产出的效益是显著的，机组改造是延长机组寿命、增加电 站经济效益的有效途径。根据3号 水轮机运行经验，优化该设计方案后，大修周期由预期 23 年提高到45 年大修是完全可能的。准备在1、2、4号机组上推广实施。3几点体会1) 依靠科技进步，投资技术改造，提高老机组的安全可靠性。不光是能够为创无泄漏工厂、实现一流电厂的目标打下好的技术基础，而且可带来较好的直接经济效益。2) 在较短时间内完成改造工作、投资少、工期短、见效快。具有在同类高水头混流式机组技术改造中推广的价值。3) 采用先进弹性推力瓦，在不提高水头及增加机组引用流量的情况下，通过了研制改型转轮；进行水轮机改造，使机组安全、可靠性