更换转轮改善水轮机性能实践

更换转轮改善水轮机性能实践

李伟

四川省玉溪河灌区运管中心  四川省    625100

赵沟电站是玉溪河灌区主干渠上梯级开发中的第二级电站，属径流引水式发电站，隶属于四川省玉溪河灌区运管中心，地处名山区中峰乡一颗印村。电站利用主干渠汇入百丈水库跌水落差发电，由省水电勘测设计院设计，玉溪河灌区运管中心，工程于一九八六年九月动工，一九八八年底建成投产发电, 设计水头58. 55 米，设计流量12.24米3/秒，装机容量2×2500Kw，二零零一年增加一台1600Kw。二零一四年底对赵沟电站进行增效扩容改造，改造后装机容量达到2×3.0MW+1×1600Kw，扩容后装机较原电站增加了20%。有35Kv供电线路3回，可供邛崃、蒲江、名山三县市用电。全厂高低压电气设备、监控保护系统相应改造，改造后采用微机综合自动化装置，按“无人值班，少人值守”设计。

一、转轮在运行中存在的问题

赵沟电站实施增效扩容改造2号机于2015年10月投入运行；1号机于2016年6月投入运行。从运行情况来看，导叶开度在90%时，出力都不能保证在3000Kw，表现为出力不足，且转轮汽蚀严重，特别是2#机表现尤为严重，转轮叶片多处已汽蚀，出水边成凹槽和锯齿状，有的叶片已穿孔，运行工况差，需修复。

二、改造方案

经与多个厂家沟通询问，建议对2号机转轮重新选型，对机组尾水管改造，原转轮修复后作为备用。具体比较可行的方案如下：

（1）现设备型号

（2）转轮选择

选用转轮型号：HL229-WJ-93

该转轮由东方电机厂为三峡电站研制。在三峡右岸4台机组使用。真机最高效率达96.2%。

单位转速：n= = 73.9 r/min

单位流量：Q= = 1.0365 m3/s

HL229转轮单位流量可用到1.12m3/s，发电机出力达到3200KW时仅用单位流量1.0365m3/s，留有超发余量。

额定流量：QP = 1.0365 = 6.77 m3/s

（3）水轮机结构

HL229-WJ-93转轮，其下环高度为210mm，比HLA743-WJ-93转轮大，为此，尾水弯管的进口段尺寸均需相应修改，但不影响原转轮安装使用。原转轮可以修复后备用。

（4）转轮及尾水管改造

转轮叶片为X形叶片，叶片，上冠下环均为不锈钢，不锈钢材质0Cr13Nⅰ5Mo，出力按3200Kw设计。费用约为：15万元。

尾水弯管改造

原转轮下环高度仅为165mm，现选的转轮下环要高50mm，所以尾水弯管进口段需改造，但不影响原转轮使用。费用约为1.5万元。

原转轮修复

尾水弯管进口段改造后不影响原转轮的使用，可以将原转轮修复后作为备用转轮。修复费用约为：1.5万元

合计改造费用18万元（大写：壹拾捌万元整）

三、更换转轮遇到的问题

（1）发电机轴与水轮机轴头同心度偏差较大。

处理方案：检修人员现场根据盘车数据，对联轴螺栓进行紧固调整，处理主轴使其尽量减小偏差。

处理前盘车数据（单位：丝）：

处理后盘车数据（单位：丝）：

处理结果：从盘车数据可以看出，处理效果相当明显，极大改善了电机轴与水机轴的同心度。

（2）装上新转轮后盘车同心度较差，转轮摆度较大，轴头与转轮配合面接触面积较小。

处理方案：根据盘车数据对转轮联轴孔进行打磨，使其接触面80%以上。处理前盘车数据（单位：丝）：

处理后盘车数据（单位：丝）：

处理结果：经打磨转轮轴孔，使其与水机轴配合接触面增加，极大减小了转轮摆度。

四、更换转轮后效果

轴瓦温度

带负荷情况

本次更换转轮实践，通过调整发电机轴与水轮机轴同心度以及转轮与水轮机轴同心度，减小了整台机组轴线偏离度，达到了减小机组振动、改善各轴承受力的目的，从试运行情况来看，机组在25%、50%、75%、100%等负荷段振动、各轴承温度均较大修前均有明显改善，转轮改造达到设计要求机组出力最高可达3200kW，为机组安全稳定运行提供了可靠保证，并且为赵沟电站今后的安全生产奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]  四川省玉溪河灌区运管中心赵沟电站《检修规程》。
[2]  四川省玉溪河灌区运管中心赵沟电站《运行操作规程》。
[3]  GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》。

[4]DL/T 838-2003《发电企业设备检修导则》。

[5]GB 50254-2014《 电气装置安装工程施工及验收规范》