水輪發(fā)電機(jī)組增容改造探討

1、水輪發(fā)電機(jī)組增容改造探討湖南農(nóng)機(jī)?2002年第1期水輪發(fā)電機(jī)組增容改造探討湖南零陵發(fā)電設(shè)備有限公司張擁文【摘要】全璃服授期在2o年娃上的中小水電站特別多.可通過利用新技術(shù),新材料,新工藝等手段對(duì)漶流式和軸流或水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行更新坩容改造,以連到電站增薯和提高經(jīng)濟(jì)垃益的茸的.針對(duì)花巖,芰蓉兩水電站所提出的改造方案,實(shí)施后已取得巨太的社會(huì)襲藍(lán)和經(jīng)濟(jì)效益主題詞:水輪機(jī)水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)更新改造中田分妻號(hào):tk73文畎柵瓿碼:a從5o年代以來,我國(guó)建設(shè)了一大批中小型水電站.這些電站為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展作出了賽出貢獻(xiàn),但水輪發(fā)電機(jī)組和附屬設(shè)備現(xiàn)已陸續(xù)進(jìn)入退役期或技術(shù)改造期.對(duì)此,我們應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)和

2、先進(jìn)制造工藝進(jìn)行改造更新,使其繼續(xù)發(fā)揮作用和創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益.1電站技術(shù)改造的方式和趨勢(shì)1.j更新改造這種改造方式一般適用和發(fā)電機(jī)線齲老化需以新替日的電站.這類電站在當(dāng)時(shí)采購(gòu)機(jī)組時(shí),機(jī)組選型比較合理.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪使用性能良好.且電站的水力參數(shù)沒有發(fā)生變化,無需增容故只需修理或更新少部分零件,即可達(dá)到改造要求.更新改造所需的工作量不大,費(fèi)用亦不多.這種改造不會(huì)帶來誘人的效果.1.2增窖改造這種改造方式大致可分為兩類.第一類是:機(jī)組零件有一定程度或較大的損壞,加上電站舶水力參數(shù)發(fā)生了比較大的變化.如水頭提高,流量增加.原來的機(jī)型已不適應(yīng)現(xiàn)水力參數(shù),這時(shí)需要重新選擇水輪機(jī)機(jī)型.根據(jù)現(xiàn)有的水力參數(shù)精確

3、定出發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和容量,并且將機(jī)組的大部分零部件進(jìn)行修理或更新,如更換新型的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,重新制作發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子線圈,或提高絕緣等級(jí)等等.第二類是:電站的水力參數(shù)沒有變化或變化不大.但由于原機(jī)型本來就不太適臺(tái)電站參數(shù);或水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪使用性能不佳.而且設(shè)備有一定程度的損壞.這時(shí)電站會(huì)提出將機(jī)組進(jìn)行維修或改造,并且要求有一定的增客效果.這種情況下.一般只需要更換性能比較優(yōu)良的新型轉(zhuǎn)輪就能達(dá)到增容改造的要求.而增客改造與更新改造大不一樣,它不僅能給電站多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,也能創(chuàng)造良好的社會(huì)效益,還可對(duì)整個(gè)水電設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步起到積極的推動(dòng)作用.因此,老電站增客改造是設(shè)備制造企業(yè)和電力運(yùn)行單位所共同關(guān)

4、注的.可以說.增容改造是電站技術(shù)改造的主要內(nèi)容,是老電站改造的一大趨勢(shì)2電站增容改造的基本方法2.1水輪機(jī)改造方法收集電站有關(guān)原始資料,根據(jù)機(jī)組多年運(yùn)行的實(shí)測(cè)資料確定水力參數(shù),接重新確定的參數(shù)米選擇適合電站螽行的新型水輪機(jī)型號(hào).包括轉(zhuǎn)輪型號(hào)和轉(zhuǎn)輪直徑.水輪機(jī)改造過程中,要特別注意改造部件和保留部件之間的匹配問題,所選擇的新型轉(zhuǎn)輪盡量與原機(jī)型的導(dǎo)葉高度一致或相差甚小.新轉(zhuǎn)輪直徑與原轉(zhuǎn)輪直徑盡量相等或相差不多.因此.在進(jìn)行水輪機(jī)改造時(shí),需要拿出2個(gè)以上方案進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,選擇出最優(yōu)秀的改造方案.男外,在選擇新型轉(zhuǎn)輪時(shí),不能單獨(dú)追求轉(zhuǎn)輪能量特性的優(yōu)秀.還要兼顧轉(zhuǎn)輪的汽蝕特性,因?yàn)橐呀ㄋ娬局刑?/p>

5、多數(shù)的尾水位沒有變化或變化不大.即水輪機(jī)的吸出高度無法改變.這樣就必須要求新型轉(zhuǎn)輪的汽蝕系數(shù)要比原轉(zhuǎn)輪小或至少相等,以免改造后的水輪機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)嚴(yán)重的汽蝕損壞現(xiàn)象.給電站穩(wěn)定運(yùn)行帶來后患,影響電站發(fā)電效益.同時(shí)應(yīng)對(duì)電站的引水系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)量和分析,重新進(jìn)行調(diào)節(jié)保證計(jì)算,確保改造后機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性.以下介紹幾種新型轉(zhuǎn)輪及其與相應(yīng)舊型轉(zhuǎn)輪的基本性能參數(shù)比較.供電站增客改造時(shí)選型參考.(1)1”03轉(zhuǎn)輪.由天津電氣傳動(dòng)研究所研制,各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于zd760轉(zhuǎn)輪.其使用水頭(hm”=9m),轉(zhuǎn)輪流道以及導(dǎo)葉高度轉(zhuǎn)輪輪轂比葉片數(shù)均與zd760轉(zhuǎn)輪相同.只是葉片翼型不一樣.是新電站選型和安裝z

6、d760型水輪機(jī)電站增容改造的最理想轉(zhuǎn)輪.(2)znjeso2轉(zhuǎn)輪.是由水刺水電科學(xué)研究院開發(fā)的一種高效轉(zhuǎn)輪,其推薦使用水頭范圍830m.該轉(zhuǎn)輪葉片共有3個(gè)轉(zhuǎn)角位置,其中0.時(shí)效率最高.zdjp5o2轉(zhuǎn)輪與zd560以及zd560s,zd500相一湖南農(nóng)機(jī)?2002年第1捆比,具有良好的效率及氣蝕性能.其導(dǎo)葉高度,輪轂比均與zd560相同,與zd560a和zd500也相差無幾,是新電站選型和老電站增容改造的理想轉(zhuǎn)輪i31hld92轉(zhuǎn)輪:該轉(zhuǎn)輪系東方電機(jī)廠研制開發(fā)的新型轉(zhuǎn)輪,適用水頭范圍為1035m,填補(bǔ)了軸流式與混流式之問的空白.其葉片數(shù)為8個(gè),不帶下環(huán),導(dǎo)葉高度為035d.,故能替代hl24

7、0,hl310,h也60等型號(hào)的混流式轉(zhuǎn)輪.它具有良好的能量性能:晟優(yōu)轉(zhuǎn)速達(dá)100r/n,最優(yōu)流量為1225l/s,最優(yōu)點(diǎn)效率達(dá)91.2%,限制工況效率高達(dá)90%,是水頭為1035m電站選型和電站改造首選的優(yōu)秀轉(zhuǎn)輪.f4jhla2,hl86,h296,551等新型轉(zhuǎn)輪由哈大電機(jī)研究所研翩,性能優(yōu)良.適用的水頭范圍為2550m.其導(dǎo)葉高度除hla551為0.304d,外,其余3種轉(zhuǎn)輪均為0315d;最高模型效率可達(dá)到915%一93%.這些轉(zhuǎn)輪都能作為老電站增容改造的選用轉(zhuǎn)輪.2.2發(fā)電機(jī)改道范囝及方法1)定子.要增加水輪發(fā)電機(jī)的容量,首先要對(duì)定子進(jìn)行改造,重點(diǎn)考慮定子繞組和定子鐵芯.定子繞組的改

8、造常采用下列方法:改造繞組的絕緣系統(tǒng),減薄絕緣厚度以改善散熱性能;采用較薄的銅股線,減少股線交流損耗;采用更完整的換位技術(shù)減少渦流損耗.在定子的改造中還可以根據(jù)實(shí)際需要更新定子鐵芯,并適當(dāng)增加鐵芯高度和定子槽數(shù),以提高電負(fù)荷;并采用最新的高導(dǎo)磁,低損耗的優(yōu)質(zhì)硅鋼片以及采用非磁性通風(fēng)槽鋼和齒壓板可降低渦流損耗.(2)轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)增容改造時(shí),一般可不動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及勵(lì)磁繞組.但增容容量較大及轉(zhuǎn)子溫升過高時(shí),可采取下述處理措施:應(yīng)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)子鐵芯高度,更換勵(lì)磁繞組;著定子,轉(zhuǎn)子問氣隙較大,或氣隙不均勻時(shí),可適當(dāng)調(diào)整氣隙,以降低勵(lì)磷電流,減小勵(lì)磷繞組電流密度,降低轉(zhuǎn)子溫度;適當(dāng)減薄磁極托板,增加少數(shù)幾匝

9、敲授線圈,降低勵(lì)磁電流;轉(zhuǎn)子壤間有足夠位置時(shí),可增加磁極線圈的寬度來降低轉(zhuǎn)子溫度;采用楔邊形銅線或散熱匝的結(jié)構(gòu),增加磁極線圈的散熱面積.也可降低轉(zhuǎn)子溫升.3)通風(fēng)冷卻系統(tǒng).在對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行改造時(shí).應(yīng)對(duì)原發(fā)電機(jī)的風(fēng)路進(jìn)行考察,測(cè)量和分析,以理順風(fēng)路,減少通風(fēng)渦流損耗,并將通風(fēng)量控制在適當(dāng)?shù)姆秶L(fēng)量可按以下公式進(jìn)行計(jì)算:q:cdtnxl0/s)改造常采用下列措施,以提高其通風(fēng)冷卻效果:取消風(fēng)痢或用改進(jìn)的風(fēng)扇取代老式風(fēng)扇,將典型的通風(fēng)結(jié)構(gòu)改為端部回風(fēng)結(jié)構(gòu),減少風(fēng)路中的渦流;改變擋風(fēng)扳的結(jié)構(gòu),使冷卻空氣流向定子,轉(zhuǎn)子的需要1部位;選用新型材料制作導(dǎo)風(fēng)板,降低損耗.以增加定轉(zhuǎn)子的散熱效果.(4)空氣冷卻

10、器.在改造裝有空氣冷卻器的水輪發(fā)電機(jī)時(shí),應(yīng)對(duì)空氣冷卻器的換熱量進(jìn)行核算,并要保證留有一定措度.如不滿足,則需增加空氣冷卻器數(shù)量或換用容量更大的新型高效冷卻器.(5)軸承及其它機(jī)械部件.機(jī)組的增容改造后,由于水推力,電磁力矩和不平衡拉力增加,推力軸承,導(dǎo)軸承的負(fù)載也相應(yīng)增大.因此,應(yīng)對(duì)推力軸承,導(dǎo)軸承進(jìn)行核算.許多機(jī)組改造時(shí)都將推力瓦改用彈性金屬塑料瓦.同時(shí)必須對(duì)發(fā)電機(jī)的相關(guān)部件,如主軸,轉(zhuǎn)子支架,機(jī)座,上下機(jī)架的強(qiáng)度重新進(jìn)行核算(6)清理,檢查.對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面清理是增容改造必不可少的工作.清洗零部件過程中應(yīng)對(duì)零部件進(jìn)行全面的柱查,采用諸如町,mt或ut等探傷方法檢查一些應(yīng)力較高的部位,發(fā)現(xiàn)裂

11、紋和其它缺陷時(shí),應(yīng)認(rèn)真分析原因并采取相應(yīng)的處理措施,確保機(jī)組增容改造后安全可靠.2.3其它配套設(shè)備的改造隨著改造后水輪發(fā)電機(jī)組容量的增大,其它配套設(shè)備包括電氣設(shè)備等都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改造.3改造實(shí)例3.1湖南省張家界市花巖電站花巖電站原裝機(jī)型為:zdj-一l一180水輪機(jī),284/1932發(fā)電機(jī),總裝機(jī)容量為3x650kw(其中一臺(tái)水輪機(jī)型號(hào)為zd510一lh一180).1998年的特大洪水使得全部設(shè)備被淹,加之設(shè)備已運(yùn)行達(dá)25年之九,機(jī)組一時(shí)難以恢復(fù)運(yùn)行.為此.電站提出對(duì)機(jī)組進(jìn)行改造,我公司經(jīng)過全面分析,比較和計(jì)算,推選出了幾套改造方案.由于電站設(shè)計(jì)水頭由514m提高到了58m,弓l用流量可由4

12、6.5/8增加到54m/s,同時(shí)用戶也提出了增容的要求:發(fā)電機(jī)按800kw進(jìn)行設(shè)計(jì),其實(shí)際出力應(yīng)達(dá)到775kw據(jù)此.選定改造方案為:水輪機(jī)更換新型的z啪3轉(zhuǎn)輪,直徑不變,葉片安放角定為+30.;更換新型結(jié)構(gòu)的主軸密封,提高機(jī)組運(yùn)行可靠性,避免水導(dǎo)軸承被淹;更換支持蓋,滿足水輪機(jī)流道要求,確保改造后水輪機(jī)的效率;發(fā)電機(jī)除利用原機(jī)座外.全部更新定子,并維持其額定電壓3150v不變;更換轉(zhuǎn)子磁極鐵芯,磁攝線圈及相關(guān)零部件.同時(shí),電站對(duì)調(diào)速器,勵(lì)磷裝置及所有的電氣設(shè)備都進(jìn)行了相應(yīng)的改造,以適應(yīng)機(jī)組增容改造的需要.更新改造后.機(jī)組單機(jī)出力達(dá)到了協(xié)議要求的775i(w,整個(gè)電站的改造達(dá)到了增容改造的目的,

13、年發(fā)電量由改造前的l000萬kw?h提高到1350萬kw?h.湖南農(nóng)機(jī)?2002年第1期竹單板干燥機(jī)理及遠(yuǎn)紅外干燥在竹單板干燥中的應(yīng)用劉旭-姚曉紅蔡華.袁茂強(qiáng)湖南省機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)總站(41004)湖南省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所(41004)【摘要1通過時(shí)竹材干爆機(jī)理及遠(yuǎn)虹外干燥的特.盞進(jìn)行振討,提出了將遠(yuǎn)虹外干爆用于竹單板干燥的新設(shè)想井付諸實(shí)施.與常規(guī)干燥方式相比,遠(yuǎn)紅外干燥用于竹膠舍板生產(chǎn)具有湮分?jǐn)U散能力強(qiáng),干燥時(shí)間短,生產(chǎn)效率高等特.點(diǎn)主題詞:干爆機(jī)遠(yuǎn)紅外輻射單板干燥節(jié)能中困分龔號(hào):11|l2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a我國(guó)竹資源非常豐富,而湖南更是全國(guó)主要竹產(chǎn)區(qū)之一.竹材以其自身所具有的優(yōu)異性能,正得到越

14、來越廣泛的應(yīng)用,短短的十幾年,竹膠合板工業(yè)形成了一門新產(chǎn)業(yè).但是,竹膠合板生產(chǎn)中直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的原材料干燥環(huán)節(jié)的工藝及設(shè)備,目前還難以適應(yīng)竹材膠臺(tái)板工業(yè)的發(fā)展.目前,大多數(shù)廠家都是采用對(duì)流傳熱方式的蒸汽f熱風(fēng))干燥窯或者是蒸汽網(wǎng)帶式干燥機(jī)其干燥質(zhì)量,干燥能力都達(dá)不到生產(chǎn)的要求,特別是單位重量脫水量的能源消耗費(fèi)用較高,增加了生產(chǎn)成本.筆者在認(rèn)真分析研究竹材干燥特性的基礎(chǔ)上,提出了將近紅外干燥應(yīng)用于竹材干燥的新構(gòu)想,所研制的新型干燥設(shè)備在多處投入使用.都取得了令人滿意的效果.l竹材單板常規(guī)千燥特性分析高強(qiáng)度竹材膠合板以楠竹為原料.經(jīng)去青去黃,初加工成厚24ram的成型竹片;通過編織機(jī),加工32

15、湖南省桂陽縣芙蓉電站成供上膠熱壓的竹單板.竹單板的含水率是影響熱壓肢合質(zhì)量的三大要素之一,干燥前含水率一般在50%65%,上肢前要求含水率在lo%下.在對(duì)流傳熱干燥(一般稱為常規(guī)干燥)過程中竹材內(nèi)部的水分首先移至表面,然后表面水分再汽化.水分在竹材內(nèi)部的移動(dòng)叫擴(kuò)散,擴(kuò)散分為酲擴(kuò)散和熱擴(kuò)散兩種方式.由于竹材表,內(nèi)屠濕度梯度w)的存在,弓f起水分子從含水率高的付置水率低的位置方向移動(dòng)的現(xiàn)象叫濕擴(kuò)散;由于竹表,內(nèi)層溫度梯度(1)的存在,弓f起水分子溫廈高的位置向溫度低的位置方向移動(dòng)的現(xiàn)象叫熱擴(kuò)散,濕度梯度和溫度梯度的存在都使水分?jǐn)U散動(dòng)力存在通過測(cè)定物料的溫度,濕度和時(shí)間等數(shù)據(jù),作出竹材干燥特性曲線如圖1,干燥特性曲線各點(diǎn)的斜率代表該點(diǎn)的干燥速率dm/dt,將各點(diǎn)的十燥速率對(duì)時(shí)間作圖,得出如圖2所示的干燥速率曲線由圖2可見,除了較短的預(yù)熱段外,干燥過程很明顯地丹為兩個(gè)階段,即等速干燥階段和降速干燥階段.它們之一.耄意氟,芙蓉電站是一個(gè)老電站.原裝機(jī)型為hl220一wj一50,sf8006/990四支點(diǎn)結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機(jī)組.由于電站實(shí)際運(yùn)行水頭未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過多年運(yùn)行表明其出力明顯不夠,只能發(fā)600kw左右,電站要求進(jìn)行增容改造.我公司根據(jù)電站提供的水力參數(shù)和電站的具體睛況,選擇了如下改造方案原機(jī)的水輪機(jī)基礎(chǔ)部分,發(fā)電機(jī),調(diào)速器,勵(lì)磁裝置及電