西津电厂2号机组增容改造及设备技术改造

西津电厂2号机组增容改造及设备技术改造

韦延帅

广西电力股份有限公司检修分公司，53030

摘要：随着电力行业需求的增长，传统电厂设备容量提升，效率改善显得尤为重要。本研究以西津电厂2号机组为对象，探讨了增容改造的必要性及预期的效益提升。通过深入分析改造工程前后的设备参数和运行数据，对比了关键技术指标的变化，揭示了技术改造对设备性能的促进作用。数据分析结果表明，改造后机组运行效率得到显著提升，可操作性与可靠性亦有所增强，这些都较好地满足了增容的预期目标。

关键词：电厂增容 ；设备改造； 技术升级；

引言

随着能源需求的不断增长和环保标准的日益严格，西津电厂2号机组面临着增容改造和设备技术升级的迫切需求。本文旨在探讨该机组在增容改造过程中的关键技术措施，以及这些改造对提升发电效率和设备性能的积极影响。通过对水轮机和发电机等核心设备的更新，西津电厂不仅增强了其发电能力，也为实现可持续发展目标迈出了坚实的步伐。

一、 西津2号机组增容改造的必要性

1.1存在问题

1）水导轴承磨损严重。原水导轴承设计为水润滑筒式橡胶瓦，因水轴承导瓦常年泡在水里，导致水导轴承支座严重锈蚀。洪水期间润滑水含泥沙量较大，瓦面磨损严重，平均半年至一年要在水导瓦背后加垫0.90mm左右，否则水导处主轴摆度会扩大至1.50mm以上，严重影响机组运行的稳定性，每年检修都必须对水导瓦间隙进行检查调整。

2) 转轮叶片严重空蚀。受早期设计、制造以及材料的影响，水轮机的模型效率较低，抗空化性能较差，设备运行几十年长后，转轮叶片及转轮室已严重空蚀、磨损。原转轮叶片材质为20SiMn铸钢件，护面结构为厚3mm的1Cr18Ni9不锈钢板镶焊，缺点为工艺质量很差，护板和母材间有空隙，贴合不紧和母材的焊接不牢，塞焊孔很小，在空蚀的作用下，护板剥落、鼓包，母材产生空蚀。查阅该机组检修记录发现，该机组投产第2年检查发现4个叶片总计空蚀面积为0.4～0.5m²，1971年第5次检修，仅叶片空蚀处理就使用350㎏焊条。叶片空蚀处理需要经过气刨、堆焊、打磨、补焊、修磨和整形，耗费大量人力、物力和时间。因主要问题出现在生产和设计上，很难彻底根除，导致每次检修都延长检修工期，该处理方式已不满足目前机组检修趋势。

1.2水能利用与调峰要求

西津电厂机组年利用4700多小时，据不完全统计，近10年来每年洪水期至少泄洪5～6次，年平均弃水量1.56×108m³。同时，西津电厂还承担着广西电网的调峰作用，能在更换设备的同时，结合增容改造工程，无疑是该厂发展的最优途径，增容改造规划，将会充分利用水能资源，带来显著的发电效益，是一举两得的最佳选择。

二、增容改造的主要技术措施

2.1 机组增容改造前后水轮机的主要技术参数

西津电厂2号机组的增容改造项目主要聚焦于水轮机和发电机的技术升级。改造前的水轮机型号为ПЛ548-ВБ-800，由前苏联制造，额定水头14.3米，转轮直径8米，额定转速62.5转/分钟，额定出力59.39兆瓦。改造后的水轮机型号为ZZFi070-LH-800，由富春江制造，额定水头提升至15.2米，转速增至68.2转/分钟，额定出力增至67兆瓦，效率达到90.61%，显示出显著的性能提升。在发电机方面，改造前的型号CBH 1340/150-96，额定容量71.5 MVA，额定电压13800伏特，功率因数0.8。改造后的SF65-88/13500型号，由哈尔滨电机厂制造，额定容量提升至76.5 MVA，功率因数增至0.85，额定电流增至3200.5安培，飞逸转速提升至183转/分钟，显示出更高的发电效率和稳定性。技术改造还包括轴承和绝缘材料的更新，水轮机由水润滑橡胶轴承升级为油润滑钨金轴承，发电机定子线圈绝缘等级由B级提升至F级，这不仅提高了设备的耐用性和可靠性，也确保了长期稳定运行。   

2.2水轮机增容改造内容

1）水导轴承以巴氏合金材料的筒式结构代替水润滑橡胶轴承，轴承内置对称2根毕托管，为水冷外循环方式的冷却方式，冷却器布置在轴承体外，轴瓦和油箱内设有铂热电阻测温元件，在水轮机各种运行工况下，轴瓦温度、轴承油温不超过设计值。

2）转轮更换为ZZFi070-LH-800 轴流转桨式型号，叶片采用耐空蚀、耐磨损的不锈钢材料ZG06Cr13Ni5Mo铸造，桨叶外缘设置防空蚀裙边，转轮体采用 ZG20SiMn 整体铸造，转轮体表面堆焊5mm不锈钢层，叶片密封采用双向“V”型密封，能有效的阻止轮毂油渗漏到流道里去。转轮由原4块叶片改为5块叶片，通过增加轮毂比，提高水轮机出力，从而达到增容的目的。

3）转轮悬挂装置更换。从机组的安装、检修考虑，厂家提供的转轮悬挂方案与原设计一样，即在转轮室安装挂点直接悬挂叶片的方法。经计算，每个挂点平均承载大于55T。本次悬挂装置更换，在转轮室上尽量避开原悬挂装置，重新设计开挖5个安装挂点。

2.3发电机增容改造过程

1）定子整体更换。定转子绝缘等级提升为F级，线规采用2.5×6.3mm2。定子绕组采用双层条形波绕组，绕组在整个定子铁心长度上采用 334.29°换位，换位节距为33.33mm，以减小股线在槽部漏磁场中不同位置产生循环电流而引起的附加损耗和股线间温差。定子槽数为726，铁芯沿轴向共分布39个径向通风沟，定子铁芯采用背部拉紧螺杆压紧，拉紧螺杆上端安装碟形弹簧，以保持一定的压力，防止铁芯松动。

2）转子整体更换。转子支架采用固定圆盘式结构，整体结构设计有足够的刚度，能承受飞逸转速时的作用力且具有足够的切向和垂直方向的刚度，以防止有害变形。转子磁轭由 4mm 厚低合金高强度结构钢板叠压成整体，磁轭冲片每片4个极，整圆22片，为保证通风要求，该电机风沟数为5，风沟高度为40mm，每层1片，层间相错一个极距，冲片接缝处形成4mm高的通风隙。

3）发电机原双路封闭循环斗型风扇通风系统改为双路自循环通风方式。将通风隙与转子支架一起联合作为发电机闭路通风冷却系统所需要的风道，取消风扇。冷却气体在转子支架、磁轭和磁极产生的压力作用下，轴向进入转子支架内，然后径向进入磁轭、磁极极间和气隙，冷却气体冷却转子后再径向流经定子风沟冷却定子，随后冷却气体携带发电机的损耗热量最终经定子铁心背部汇集至空气冷却器，经与空气冷却器冷却水热交换散去热量后，重新分成上、下两路进入转子支架，构成密闭自循环通风系统。该通风系统损耗小，风量分配均匀，上下风路对称，无风扇，同时定、转子绕组温度沿高度方向均布，消除特殊高温区段，使机组运行安全可靠，保证机组寿命。

4）上导、下导轴承瓦更换，原上导、下导轴承瓦为加垫调整式分块瓦，更换为自润滑、分块、可调、油浸、巴氏合金型。导轴瓦支撑部件采用球面支柱支撑结构，楔子板调整间隙，楔子板斜率为1∶70。新上、下导轴承瓦投入使用后，极大的减轻了轴瓦测量及间隙调整的工作量，同时提高了间隙测量精准度。

结论：

综上所述，西津电厂2号机组的增容改造不仅从技术和经济角度实现了预期目标的达成，且在实践中积累了宝贵的经验，为今后同类型电力设备的技术升级奠定了坚实的基础。从长远来看，本改造项目将有助于推动整个电力行业的可持续发展。因此，该项技术改造对电力行业乃至整个国民经济和社会发展均具有积极的推动作用。

参考文献：

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[2]陈国捌.澄碧河水电厂4号机组的增容改造.红水河，1988

[3]张华.陈方全.翠江水电厂1#机组增容改造分析.广东水利水电，2006