湖北几座中小型水电站的水轮机选型问题.doc

1、湖 北 几 座 中 小 型 水 电 站 的 水 轮 机 选 型 问 题王 春 暖(湖北省电力公司 ,湖北 武汉 )摘 要 在简单介绍我国自行开发以及从国外引进的优秀 水 轮 机 转 轮 型 谱 的 基 础 上 ,对 湖 北 省 近 几 年 来 几 座 中 小 型 水电站水轮机的选型设计 ,在招投标阶段获得优秀转轮的可能 性 ,以 及 转 轮 的 材 质 和 机 组 台 数 选 择 等 问 题 ,进 行 了 分 析 和 评述 。关键词 中小型水电站 水轮机选型 混流式 轴流式 转轮材质了 由湖北省计委和 湖 北 省 水 利 厅 主 持 的 专 家 评 审 ( 见表 1) 。近几年来 ,电网 的

2、发 展 为 山 区 变 水 能 资 源 优 势 为经 济优势创造了 条 件 。 经 有 关 县 市 的 主 动 努 力 ,对 湖 北 省一批中小型水 电 站 进 行 了 勘 测 设 计 ,并 相 继 通 过表 1 湖北省近几年来通过设计审查的部分中小型水电站水电站 所在河流 地点 装机容量 / MW 单机容量 / MW(台数 ) 年发电量 / 亿 kWh 设计审查时间洞坪寺坪 芭蕉河一级 松树岭 朝阳寺扩机 长顺保安电站垃圾滩清江忠建河南河 水芭蕉河堵河官渡河 乌江唐岩河 郁江酉水宣恩保康 鹤峰 竹山 咸丰 利川来凤110 55 (2)30 (2)15 (2)12. 5 (4)30 (1)10

3、 (1)12 (3)10 (1)5. 5 (2)3. 220 2001. 1060 1. 820 2000. 1230 0. 901 2001. 1250 1. 540 1995. 930 0. 515 2002. 410 0. 135 2001. 836 1. 510 1999. 7塘口扩机古洞口 2 级酉水香溪河来凤兴山10 0. 273 2001. 911 0. 343 2001. 10水轮机的选型 ,直接影响到水电站效益的发挥 ,因而引起电站工程建设各投资方和主管部门的重视 。 选 型不离 “谱 ”,要 根 据 电 站 水 头 范 围 参 考 “型 谱 ”进行选择 。 各大型水轮发电机

4、组制造厂 (公司 ) 均有自 用的型谱 ,有一些国家也曾制定过型谱 。1974 年 4 月 , 一 机 部 和 水 电 部 下 发 了 关 于 颁 发 反击式水轮机转轮暂行系列型谱的通知 ,这是我国第 一个水轮机转轮系列型谱 。 不论是在水轮机的型号及其应用范围方面 ,还是在所列转轮水力参数等方面 ,该 型谱大部分内容已陈旧 、 落后 ,但至今仍未颁布新的型谱 。 经我国有关部 门 多 年 的 努 力 ,最 近 国 家 经 贸 委 公布 ,把 大中型水轮 机 选 用 导 则 作 为 推 荐 性 电 力 行 业 标 准 ,其编号为 DL/ T445 - 2002 ,自 2002 年 7 月 1

5、日 起实施 。由 于以上这几 座 水 电 站 的 设 计 单 位 深 入 调 研 、 精秀 ,机组台数选择 合 理 ,为 顺 利 通 过 审 查 创 造 了 条 件 。为了互通情报 ,交流经验 ,现将几座水电站设计审查中 有关水轮机选型的问题 ,评述如下 。1 水 轮 机 选 型 评 述1 . 1 比较方案较齐全且考虑周密随 着科学技术 的 发 展 ,我 国 水 轮 机 的 设 计 制 造 和 使用材料等都有了很大进步 ,特别是在能量 、 空蚀性能 和运行稳定性 、 可靠性等方面 ,正在向国际先进水平靠 近 ,一批我国自行开 发 的 转 轮 已 在 一 些 水 电 站 成 功 运 行 。 表

6、2 所 列 HLD41 、 HLD85 、 ZZD32B 等 , 均 为 东 方 电 机股份 有 限 公 司 ( 以 下 简 称 “东 方 ”) 研 制 ; HLA153 、 HLA296 、 HLA244 等为哈尔 滨 电 机 股 份 有 限 公 司 ( 以 下 简 称 “哈 尔 滨 ”) 研 制 ; ZZJ K508 则 为 水 利 水 电 科 学 院 水表 2 水轮机选型比较方案及推荐方案水电站 水头范围 / m 比较方案 推荐方案洞坪芭蕉河一级 寺坪 朝阳寺扩机松树岭58. 00 112. 0072. 50 108. 0263. 00 80. 5041. 10 61. 0033. 65

7、 48. 00HL (01) HL (02) HL (03) HL (02)HLA630 HLA384 HLA153 HLD85 HLA630HLA384 HLD75 HLD41HLA551 HLD75 HL (L)HLA384HLA551HLA551 HLD75 HLA296 HLA551长顺保安电站垃圾滩 塘口扩机古洞口 231. 26 45. 1118. 70 28. 2015. 00 22. 1017. 43 21. 73HLA551 HLA501 HLF13 HLA551HL240 HLA244 HLF13 ZZ500 ZZD32B ZZ500HL310 ZZ560 ZZ500 ZZ

8、560ZZ560 ZZJ K508 GD007 ZZJ K508由于几座大型 水 电 站 建 设 以 及 水 电 厂 扩 机 、 改 造增容需要 ,先后从国外引进一批优秀的转轮 ,如表 2 所 列 HLA630 、 HLA384 、 HLA551 、 HLF13 、 HL (L) 等 。为三门峡水电站扩机 ,富春江水电设备总厂 (以下 简称 “富春 江 ”) 从俄罗斯列宁 格 勒 金 属 工 厂 引 进 PO45转轮技术资料 ,该型号标注中 PO 表 示 混 流 式 ,45 表 示 该转轮可供使用的最大水 头 ( m) 。 严 格 参 照 引 进 的 该转轮的 流 道 图 、 叶 片 木 模

9、图 等 技 术 资 料 ,完 成 了 D1 =350 mm 模型机组的结构设计 ,编号为 F13 ,进而完成了 模型试验验收 。 湖北 省 白 水 峪 水 电 站 的 三 台 机 组 ( 单机容量 15 MW ,最高水头 46 . 5 m) 均为 HLF13 转轮 。 国 内研制及从 国 外 引 进 的 这 些 较 为 优 秀 的 转 轮 ,为水电站设计中的水轮机选择提供了有利条件 。 设计 者 通 过 广 泛 收 集 资 料 ,周 密 考 虑 “, 量 体 裁 衣 ”,对 这 9 座水电站共正式提出 30 个不同转轮进行 了 比 较 ,方 案 较齐全 (见表 2) 。1 . 2 水轮机选型推

10、荐方案较优这 9 座 水 电 站 设 计 中 的 水 轮 机 选 择 ,主 要 涉 及 到 立轴转桨式和混流式两种水轮机型式 。 经对不同型号 转轮性能的比较 ,有 6 座水电站在各自的设计 阶 段 ,分 别 推 荐 了 从 国 外 引 进 的 HLA630 、 HLA384 、 HLA551 等 优 秀 的 转 轮 ; 有 3 座 水 电 站 分 别 推 荐 了 国 内 开 发 的 ZZ560 、 ZZ500 、 ZZJ K508 等 轴 流 式 水 轮 机 转 轮 。 推 荐 方 案的水轮机主要参数见表 3 。1 . 2 . 1 中水头范围的水轮机选择对 洞 坪 、 芭 蕉 河 一 级 、

11、 寺 坪 这 三 个 中 水 头 水 电 站 ,可供选择的水轮机较多 。 天生桥一级 、 隔河岩 、 三峡等 水电站所采用的转轮可作为水轮机选型时的参考 。湖北省水利水电勘测设计院经过历时数年的勘测 设 计工作 ,在 1997 年 4 月 提 出 “洞 坪 水 利 水 电 枢 纽 工程 可行性研 究 报 告 ”( 初 步 设 计 深 度 ) , 2001 年 9 月 提 出 “补充可行性研 究 报 告 ”,对 水 轮 机 选 择 做 了 大 量 工作 。 最后 ,从当前我国引进的三个优秀转轮中 ,推荐出能量特性优良 、 低水头段效率仍较高 、 空蚀性能较好的HL (02) 转轮 。 水轮机额定

12、 点 效 率 达 94 % ,最 高 效 率 达95 . 5 % (见表 3) 。 中南勘测设计研究院在芭蕉河一级水电站的初步设计报告中比较了国内已建水电站所采用的较为优秀的 4 个 转 轮 , 推 荐 出 效 率 最 高 、 空 蚀 性 能 较 好 的 HLA630 转轮 。 该 转 轮 系 从 法 国 Neyrpik 公 司 引 进 , 与“哈尔滨 ”合 作 生 产 , 首 先 使 用 于 天 生 桥 一 级 水 电 站 。 HLA630 - LJ - 146 水轮机的主要参数见表 3 。多 泥沙河流的 水 电 站 ,在 选 择 水 轮 机 参 数 时 一 般 可采用合理的低参数转轮 。

13、途径之一就是把适用水头 较 高一些的转轮在 本 电 站 降 低 水 头 使 用 ,以 降 低 过 机 水 流速度 ,减少泥 沙 磨 损 。 长 江 水 利 委 员 会 勘 测 设 计 研 究院 1999 年 11 月 提 出 寺 坪 水 利 水 电 枢 纽 初 步 设 计 报告 ,在水轮机 选 型 设 计 中 ,考 虑 到 该 河 流 平 均 含 沙 量较大 (0 . 9 kg/ m3 ) ,又 鉴 于 100 m 水 头 段 优 秀 转 轮 较 少且寺坪水电站 机 组 容 量 不 大 ,因 而 选 择 了 适 用 水 头高一些和能量指标更优的转轮 。 设计者首先通过分 析 ,拟定了水轮机的

14、参 数 水 平 : 为 减 少 机 组 磨 损 ,所 选 定 的 水 轮 机 过 机 流 速 不 宜 太 大 ,比 转 速宜取 235 mkW , 相 应的比速系数 K 值 宜 为 2 000 左 右 ; 单 位 流 量 宜 取1 . 0 m3/ s ,单 位 转 速 宜 为 75 r/ min 左 右 ; 空 蚀 系 数 应 尽 可能小 ,宜为 0 . 12 左 右 ; 水 轮 机 模 型 最 高 效 率 应 不 小 于 92 . 5 % 。 根 据 所 要 求 的 参 数 水 平 ,选 择 了 三 种 转 轮 进 行比 较 , HLA384 转 轮 的 单 位 转 速 和 单 位 流 量

15、均 较 低 ,机组重量和厂房 总 长 度 、 总 宽 度 较 大 ,但 能 量 指 标 最高 ,水轮机空蚀系数最小 ,厂房开挖量也最小 ,因此 , 推荐采用 HLA384 转轮 。 该 转 轮 系 为 隔 河 岩 水 电 站 的 建 设 从 加 拿 大 GE 公 司 引 进 并 与 “哈 尔 滨 ”合 作 生 产 的 。1 . 2 . 2 60 m 水头段的水轮机选型60 m 水头段是由低水 头 到 中 水 头 的 过 渡 区 间 ,适 用的水轮机型式有斜流式 、 轴流转桨式和混流式三种 。斜 流 式 水 轮 机 结 构 复 杂 ,国 内 尚 缺 乏 设 计 、 制 造 的 经表 3 各水电站

16、推荐方案水轮机主要参数水电站 洞坪 芭蕉河一级 寺坪 朝阳寺扩机 松树岭 长顺保安电站 垃圾滩 塘口扩机 古洞口 2HL (02) -LJ - 272HLA630 -LJ - 146HLA384 -LJ - 240HLA551 -LJ - 275HLA551 -LJ - 230HLA551 -LJ - 140ZZ500 -LH - 300ZZ560 -LH - 310ZZJ K508 -LH - 220水轮机型号水轮机额定出力 / MW 56. 410 15. 625 30. 900 30. 929 12. 886 5. 208 12. 500 10. 310 5. 790转轮直径 / m额定

17、转数 / rmin - 1 最大水 头 / m 额定水 头 / m 最小水 头 / m 额定流量 / m3 s - 1 飞逸转数 / rmin - 1 最高效率 / % 额定点效 率 / %最大吸出高度 / m2. 72 1. 46 2. 40 2. 75 2. 30 1. 40 3. 00 3. 10 2. 20272. 2 500. 0 272. 2 214. 3 214. 3 375. 0 214. 3 187. 5 250. 0112. 00 108. 02 83. 00 61. 00 48. 00 45. 11 28. 20 22. 10 21. 7390. 00 91. 00 71

18、. 00 50. 00 34. 00 36. 82 23. 30 17. 50 19. 9058. 00 72. 50 60. 50 41. 10 33. 65 31. 2667. 97 18. 80 47. 60 68. 99 41. 40 15. 94 61. 47 68. 91 32. 33536. 4 832. 2 517. 0 418. 1 442. 5 561. 1 500. 095. 50 95. 56 94. 50 94. 20 90. 00 89. 50 93. 2294. 0 93. 2 93. 1 91. 4 89. 0 87. 2 92. 2- 2. 17 - 2. 0

19、0 - 0. 38 1. 80 - 4. 90 - 3. 00 - 4. 90验 ,暂可不必考虑 ;轴流转桨式水轮机可适用于水头和出 力均有较大变幅 的 水 电 站 ,能 在 各 种 工 况 下 稳 定 运 行 ,并获得较多的 电 能 ; 目 前 联 接 于 大 电 网 的 水 电 站 , 机 组运行特点是偏 重 于 高 负 荷 区 ,轴 流 转 桨 式 和 混 流式 两种水轮机的年 电 量 相 差 甚 微 ,轴 流 转 桨 式 水 轮 机 的优点不太显著 ,从设计 、 制造技术难度和运行检修等方面分析 ,采用混流式水轮机较为稳妥 。朝 阳寺水电站 扩 机 增 容 工 程 ,在 初 步 设 计

20、 阶 段 推 荐采用 HLA551 转轮的方 案 。 该 转 轮 是 为 五 强 溪 水 电 站建设而从德国 Voith 公司 引 进 的 ,并 由 Voith -“哈 尔 滨 ”联 营 承 包 制 造 和 供 货 。 五 强 溪 水 电 站 最 大 水 头60 . 1 m ,装有 5 台单机 容 量 为 240 MW 的 机 组 ,水 轮 机 转 轮直径 8 . 3 m ,1994 年 12 月 第 一 台 机 组 投 入 运 行 。 自 1996 年底 5 台 机 组 全 部 投 入 运 行 以 来 ,各 台 机 组 均 存在振动 、 摆度较大的现象 ,不得不采取了一系列改善 运 行稳定

21、性 的 措 施 , 如 加 长 泄 水 锥 、 采 用 主 轴 自 然 补 气 、 避开振动区运行 ,以及利用大修机会重新调整机组 轴 线等 。 该转轮 使 用 在 一 些 单 机 容 量 较 小 的 机 组 上 , 如湖北省长顺水电站 3 台机组 (单机容量 10 MW ,转轮 直 径 2 . 0 m) ,在 各 种 工 况 下 均 运 行 良 好 ,能 满 足 设 计 要求 ,未出现振动 、 摆度超出规范规定的现象 。长 顺保安电站 、 松 树 岭 水 电 站 在 初 步 设 计 阶 段 也 推 荐采用 HLA551 转 轮 。 凡 推 荐 采 用 HLA551 转 轮 的水电站 ,在设计

22、审 查 中 均 建 议 在 下 阶 段 要 特 别 重 视 针 对机组运行稳定性问题的调研 。1 . 2 . 3 30 m 以下水头段的水轮机选型属 30 m 以下水头段的垃圾滩 、 塘口等水电 站 在 设计 中均对混流式和 轴 流 式 水 轮 机 进 行 了 比 较 ,经 过 分析 ,推荐采用轴流式水轮机 。 理由是 : 混流式水轮机 最 高效率比轴流式 水 轮 机 稍 高 ,但 高 效 率 范 围 比 轴 流 式 水轮机狭窄得多 ; 混 流 式 水 轮 机 空 蚀 性 能 比 轴 流 式 水轮机 好 , 能 减 少 开 挖 ( 如 垃 圾 滩 水 电 站 减 少 开 挖8 m左右 ,塘 口

23、 水 电 站 减 少 开 挖 2 3 m) , 但 由 于 确 定 混 流式机组间距的 蜗 壳 平 面 尺 寸 比 轴 流 式 机 组 大 ,厂 房 尺寸也比轴流式 机 组 大 ,因 此 两 种 机 型 实 际 开 挖 方 量相差不多 ; 混流 式 机 组 转 速 低 ,适 用 水 头 稍 高 ,主 机 设备价格比轴流 式 机 组 高 ,起 吊 设 备 吨 位 也 高 一 档(垃圾滩水电站全站主机设 备 要 多 2 000 万 元 左 右 ,塘 口水电站要多 600 万元左右 ) 。可 能 正 是 由 于 上 述 原 因 , 在 前 苏 联 新 型 谱 上 , PO45 水轮机 (最大 使 用

24、 水 头 范 围 45 30 m) 是 使 用 于最 低 水 头 段 的 混 流 式 水 轮 机 ,而 在 30 m 水 头 段 以 下 ,则不属混流式水轮机应用范围 。ZZ560 转 轮 ( 即 ZZA30) 首 先 应 用 在 葛 洲 坝 水 电 站 的 2 台 170 MW 大 机 上 , 该 电 站 最 大 水 头 为 27 . 0 m 。当时葛洲坝工程技术委员会曾根据一机部沈鸿副部长的 提 议 决 定 : 4 叶 片 ( 叶 片 材 质 为 0Cr13Ni4M0 ) 的ZZ560 转轮最高 使 用 水 头 为 23 m ; 为 了 适 应 该 电 站 的最大 水 头 , 其 余 19

25、 台 机 组 改 为 5 叶 片 的 ZZ500 转 轮 ,容量为 125 MW。垃 圾滩水电 站 在 可 研 阶 段 初 选 ZZ500 - L H - 300型 水轮机 ;塘口 水 电 站 在 初 设 阶 段 选 定 ZZ560 - L H -310 型水轮 机 。 在 这 两 座 水 电 站 各 自 的 设 计 阶 段 , 水 轮机选型合理 。 很多中小型电机厂均具有制造该转轮的能力 。在 古洞口 2 水 电 站 设 计 时 , 根 据 该 电 站 水 头 范 围 ,不再考虑选用混 流 式 水 轮 机 ,直 接 把 贯 流 式 、 轴 流 式水轮机作为比较方案 ,从而推荐了由水科院开发

26、、 已在 其他 电 站 成 功 运 行 的 ZZJ K5082L H2210 水 轮 机 。 设 计审 查 时 建 议 下 阶 段 进 一 步 优 选 ,重 点 考 虑 转 轮 为 4叶片的轴流转桨式水轮机产品 。好 ,并具有抗空蚀 、 抗磨损 、 便于铸造和焊接等性能 ,采用 在转轮上较为 理 想 。 过 去 由 于 不 锈 钢 材 料 短 缺 ,大 多 数水电站的水轮 机 转 轮 材 质 为 硅 锰 铸 钢 ,仅 一 些 大 型 机组为防止空蚀 和 泥 沙 磨 损 对 转 轮 的 破 坏 ,才 在 易空 蚀部位堆焊或 铺 焊 不 锈 钢 防 空 蚀 层 。 从 20 世 纪 80 年 代

27、开 始 直 到 90 年 代 ,随 着 我 国 钢 铁 工 业 的 发 展 ,不 锈 钢材料供货情况 好 转 且 价 格 降 低 ,大 中 型 水 轮 机 转轮也随之采用了镍铬不锈钢材料 。鉴于全国水轮机转轮采用镍铬不锈钢材料的普遍 性 ,近来设计单位提交的设计报告中 ,对于转轮材质多 数 已提出采用不 锈 钢 。 对 于 边 远 山 区 的 水 电 站 ,若 转 轮材质为硅锰铸钢 ,一旦发现有严重空蚀和泥沙磨损 , 要 利用大修来处理 时 ,检 修 工 作 量 大 ,工 艺 复 杂 ,且 山 区又缺乏技术水平较高的工人 ,因而困难很大 ;损坏严 重 不得不 更 换 转 轮 ( 例 如 龙 洞

28、 水 电 站 ) 时 , 费 用 更 大 。 因此设计审查时 ,对 于 设 计 报 告 中 已 明 确 转 轮 采 用 不 锈钢材质者 ,在审 查 意 见 中 一 律 加 以 肯 定 、 支 持 ; 对 于 未明确者 ,则建议采用全不锈钢转轮 ,至少对转轮易空 蚀和磨损部位 ,采用不锈钢材质 。2 . 3 机组台数的选择问题机组容量或台数的选择 ,系根据水电站枢纽布置 、 总 装机容量及其在 电 力 系 统 中 的 比 重 、 梯 级 联 合 调 度 运行的灵活性 、 运输条件等因素提出不同方案 ,经技术 经济比较 来 确 定 。 规 程 规 定 机 组 台 数 一 般 不 少 于 两 台 。

29、在 过去较长一 段 时 间 里 ,边 远 山 区 建 设 的 中 小 型 水 电站因为考虑到 向 当 地 电 网 供 电 的 调 度 灵 活 性 ,一 般 多选择 3 台 以 上 机 组 。 当 今 大 电 网 已 覆 盖 全 省 ,除 就近供电外 ,地方电网与大电网余缺互补 ,多余电力外 送 的条件在逐步 好 转 。 因 此 ,在 机 组 台 数 的 选 择 上 设 计者有更 宽 阔 的 思 考 余 地 。 例 如 : 在 1997 年 提 出 的 洞坪水电枢纽工程可行性研究报告 (初步设计深度 )中 ,装机方案有 3 34 MW 和 2 55 MW 两 种 ,设 计 审 查时同意采用发电量

30、较多 、 投资较省的后一种方案 。遵循参数优 、 投资省 、 效率高 、 机电设备布置简单 、维 护方 便 、 运 行 灵 活 的 原 则 , 寺 坪 水 电 站 按 推 荐 的HLA384 转轮拟定了二台 (单机容量 30 MW) 和三台 (单 机容量 20 MW) 两方案进行比较 。 比较结果是 :两种水轮机加权平均效率 基 本 一 致 ; 按 机 组 设 备 、 电 气 设 备 、厂房建筑 、 起重设备 、 金 属 结 构 等 费 用 分 别 计 算 ,二 台 方 案比三台方 案 的 建 设 费 用 少 373 万 元 ; 二 台 方 案 机 组全部投产时间提前 ,有利于增加建设期发电效

31、益 ,而 且运行维护工作量小 。 最后推荐了二台机方案 。芭 蕉河一级水 电 站 的 二 台 方 案 与 三 台 方 案 比 较 ,两 者多年平均年发 电 量 相 差 有 限 ,但 二 台 方 案 供 水 期 末 4 月预想出力增加 900 kW ;二台方 案较三台 方 案 节2 几 个 有 关 问 题2 . 1 在设备招投标阶段获得优秀转轮的可能性问题在 招标投标阶 段 ,主 要 根 据 设 计 推 荐 方 案 提 出 对 水轮机型式 、 参数 、 性能保证及设备各部件结构等的要 求 ,编制出招标文 件 。 投 标 单 位 在 投 标 文 件 中 要 对 招 标 文件所提问题作 出 实 质

32、性 的 回 答 ,用 最 优 的 设 备 参 与 竞标 。 遵循公开 、 公 正 、 公 平 和 诚 实 信 用 的 原 则 ,由 评标委员会提出评审意见 ,推荐中标单位 ,最终决定中 标厂家 。值 得注意的是 ,这 批 水 电 站 在 设 计 阶 段 所 推 荐 采 用 的 HLA630 、 HLA384 、 HLA551 转 轮 ,均 系 “哈 尔 滨 ”引 进 的国外优秀 转 轮 。 该 厂 在 “关 于 引 进 转 轮 技 术 使 用 权的声明 ”中指出 ,这些转轮的木模图及其生产技术从 未 转让过 。 这就是 说 ,这 些 转 轮 均 为 其 独 家 所 有 的 产 品 。 对于中小

33、型机组来说 ,为了能获得优秀转轮 ,有两 种可能性 :(1) 储备或引进优秀转轮 ,并具有较优秀转轮 的 开 发 、 设计和制造能力 ,以及邀请享有较优秀转轮技术转 让权的电机厂 参 加 投 标 。 例 如 ,在 2002 年 8 月 洞 坪 水 电 站的设备招标中 ,有 三 家 公 司 均 用 国 外 开 发 或 从 国外 引进的优秀转轮参与竞标 “, 东 方 ”的 HLD294 - LJ -272 水轮机因其优良 的 性 能 和 合 理 的 报 价 而 中 标 。 该 水轮机真机额定点的效 率 不 小 于 94 % ,最 高 效 率 不 小 于 96 . 26 % ,出力等性能指标均达到

34、或 略 好 于 设 计 推 荐方案的技术水平 。(2) 中小型电机厂 (如南平 、 重庆 、 东风 、 南宁等 ) 可 与 具有较优秀转轮 制 造 能 力 的 厂 家 组 成 联 合 体 ,以 一 个投标人的身份 参 与 投 标 。 例 如 ,朝 阳 寺 、 长 顺 、 白 水 峪 等水电站的设备 招 标 时 ,主 机 设 备 中 标 的 投 标 人 南 平 和东 风 电 机 厂 提 出 的 由 设 计 单 位 推 荐 的 HLA296 、 HLF13 (即 PO45) 、 HLA551 水轮机转轮 ,就 是 分 别 与 “哈尔滨 ”和 “富春江 ”签订合同供货的 。至 于表 3 中 所 推

35、荐 的 ZZ500 和 ZZ560 转 轮 , 均 系 我国在 20 世纪 70 年代初研 制 出 的 产 品 ,已 有 近 30 年 的历史 ,应力求以更为优秀的转轮来取而代之 ,在招标中也可能得到比他们更为优良的水轮机设备 。2 . 2 转轮的材质问题水轮机的核 心 是 转 轮 。 不 锈 钢 材 料 强 度 高 ,韧 性2003 年 第 1 期2003 Number 1湖 北 水 力 发 电HUBEI WATER POWER总 第 49 期Total No . 49高 坝 洲 水 电 站 机 组 上 导 瓦 松 动 原 因 分 析 及 处 理邢 林 喜(湖北清江发电公司检修中心 ,湖北

36、长阳 )摘 要 分析了高坝洲水电站水轮发电机组上导轴承轴瓦松动 、 间隙增大 、 受油器损伤的原因 ,提出处理措施 。关键词 上导轴承 摆度增大 故障分析处理的垫块传 递 到 上 机 架 的 轴 承 座 圈 上 。 斜 楔 的 斜 度 为1 :20 ,垫 块 以 同 样 的 斜 度 加 工 ,四 周 按 %4 焊 接 在 轴 承 座圈上 。 上导瓦 轴 安 装 调 整 单 边 间 隙 为 0 . 15 mm ,通 过 调整压板和调整 螺 栓 上 下 移 动 斜 楔 量 ,再 换 算 成 导 轴 瓦径向间隙 。 间 隙 调 整 好 后 ,拧 紧 斜 楔 固 定 螺 栓 和调整螺栓 。1 基 本

37、情 况高 坝洲 水 电 站 的 3 台 84 MW 轴 流 转 浆 式 水 轮 发 电 机组由四川 德 阳 东 方 电 机 厂 制 造 ,分 别 于 1999 年 1 月 和 2000 年 2 月 、 8 月 投 运 。 发 电 机 型 号 : SF84248/9500 ,采用具有一个上导轴承的半 伞 式 结 构 ,推 力 轴 承 置 于下机架上 。 上 导 轴 承 内 分 布 有 8 块 钨 金 瓦 ,安 装 在上机架中心体内 ,用楔子板支撑 ,见图 1 和图 2 。 2 故 障 分 析3 台机组投 入 运 行 几 个 月 后 , 先 后 不 同 程 度 地 出 现 上导摆度逐步增 大 现

38、象 ,并 在 受 油 器 内 外 挡 油 管 浮 动 瓦法兰处出现大 量 黑 金 属 与 铜 金 属 磨 削 ,经 停 机 分 解受油器和上导轴瓦检查发现 。 其原因是 :(1) 原按 0 . 30 mm 调 整 的 上 导 轴 瓦 间 隙 值 均 增 大1 倍以上 ,个别点在 1 mm 左右 ,斜 楔 上 窜 ,调 整 压 板 变 形 ,斜楔固定螺栓松 动 ,垫 块 角 焊 缝 开 裂 ,一 个 垫 块 已 脱落 。 原设计斜楔垫块角焊缝为 %4 ,因焊接缺陷 和 垫块 与轴承座圈之间 存 在 间 隙 ,上 导 轴 瓦 的 交 变 径 向 力 使 %4 角焊缝疲劳断裂 ,造成导瓦间隙失败 。

39、(2) 受油器内外挡油管浮动瓦限位销被剪断 ,浮 动 瓦 不 起 作 用 ,使 挡 油 管 与 受 油 器 固 定 支 架 法 兰 产 生 摩图 1 上导瓦装配剖面图 图 2 上导瓦斜楔装配图上导轴瓦承受的径向力通过支持座和顶头传递到可 上 下 移 动 调 整 的 斜 楔 上 , 再 通 过 焊 接 在 上 机 架 上省 工程投资 402 万 元 。 二 台 方 案 明 显 优 于 三 台 方 案 ,因而也推荐了二台机方案 。 经 过二台与三台方案 的 比 较 、 论 证 ,古 洞 口 2 级水电站也选定了二台机组方案 。作者简介王春暖 ,男 ,教授级高级工程师(收稿日期 :2002 - 09

40、 - 24)Several Mid2small Hydropo wer StationsComment on Selection of Hydroturbines ofWang Chunnuan( Hubei Electric Power Co . , Wuhan , Hubei , ,China)Abstract : In accordance with the atlas of runnersperformance of advanced hydroturbines developed in China and abroad , some problems about the select

41、ion of hydroturbines of several mid2small hydropower stations , such as the selection of the num2ber of unit , the selection of the material of runner , and the feasibility of ordering fine performance turbine in bid invitation are analysed and commented.Key words : mid2small hydropower stations , selection of hydroturbine , mixed flow turbine , axial flow turbine , material of runnerfile:/D|/ 新建 Microsoft Word 文档 .txtdf机及ov及 ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldffile:/D|/ 新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56