10. 吉林省长白县宝泉二级水电站,装机容量4×630kW,水轮机型号为HL110—WJ—60(H=77m,Q=1.1m3/s),4台机中,有2台机达不到额定出力,最大只能发560kW,1992年对该2台机转轮重新设计,容量由560kW增加到700kW,仅1993年就多发电100万kW·h,8个月就收回了改造投资。
11. 浙江省建德县大溪边水电站,装有2台HL702—WJ—50型、额定出力500kW、转速1000r/min的机组,由于实际运行水头略低于额定水头及加工质量差等原因,2台机组只能发440kW和460kW;经更换2台新设计的转轮后,出力均达到530kW,提高15%—20%,且经现场测试,在400~460kW负荷时,新转轮效率比原转轮提高1%~5%。该电站技术改造后每年可增发电量40余万kW·h。
12. 湖北省宣恩县龙头沟水电站,装有1台HLT02—WJ—50型、额定出力800kW的
机组,因运行偏离最优工况,转轮加工质量差,设备陈旧等原因,只能发680kW。更换新设计的转轮和对原导叶打磨修型后,出力可达830kW,提高22%。
13. 河南省沁阳市后寨水电站,装有2台HL300—LJ—120型、额定出力1600kW的机组,因电站额定水头提高17%,而来水流量减少50%等原因,机组每年约80%的时间出力在50%以下,运行效率只有60%左右。在保持其他通流部件不变前提下,重新设计了小流量高效率转轮,经改造后,出力提高250kW以上,效率提高25%。
14. 湖北省兴山县猴子包水电站,装有2台HL110—WJ—60型、额定出力1600kW机组,因运行水头偏低,实际出力只有1350kW和1450kW。经更换转轮和增加导叶数等改造后,2台机均可满发1750kW,电站年增加发电量300万kW·h。
15. 北京京密引水工程5座梯级水电站,均装有3台ZD760—LH—200型机组,总共15台。其中#1、#3水电站单机容量为1250kW,#2、#4、#5水电站的单机容量为800kW,由于设计选型不当和运行条件改变,机组不能正常运行,特别在渠道小流量输水时,只好停机弃水,能源浪费严重。决定减容改造,换用优化设计的JP4501转轮后,不仅保证了冬季小流量输水时也能正常发电,还大幅度提高了运行效率,年发电量较改造前增加25%以上。
16. 广西青狮滩庙岭水电站,装有4台ZD661—WM—80型机组,单机额定出力200kW,实发150kW,齿轮箱增速。齿轮箱不仅噪声大,而且经常发生事故,每2年就得更换。换用优化设计的JP4501转轮后,取消了增速箱,改善了运行环境,而且单机出力提高到180kW。
17. 北京西郊门头沟军庄水电站,装有6台ZD760一LM一100型机组,单机额定出力125kW,实发100kW,采用优化设计的三叶片转轮后,单机出力提高到180kW,比原设计提高44%,已运行2年。
18. 黑龙江省逊克县白石水电站,装有3台HL310—LJ—140机组,额定水头16m, 1995年对其#2机进行增容改造,在其他通流部件不变情况下,仅仅更换一个高效新转轮,机组出力由原来的1250kW提高到1650kW,增容32%。
19. 广东省四会市威井水电站,装机容量2×6000kW,1974年投产,原设计水轮机型号为HLA73—WJ—85,配TSW—173/108—6发电机。
机组运行中存在问题:①汛期平均过机含沙量1.74kg/m3,泥沙粒径粗,d50=0.3mm,水轮机通流部件磨蚀严重;②推力轴承经常烧瓦。
技术改造措施:①将水轮机型号换成HLA253—WJ—92(改型),水轮机额定出力增至7000kW,最大出力可达7200kW,增容17%,水轮机效率提高2%~3%;②坝前筑拦沙槛,在渠道进口侧增设冲沙闸,定期排放,并在14km长的渠道上增设2个沉沙池,以减少泥沙过机;③水轮机加装引水板式减压装置和水力平衡装置,以减少水推力,消除推力轴承烧瓦,提高了安全运行可靠性。
20. 云南省元江县小河底一级水电站,装机容量4×1000kW,1980年投产,水轮机型号为HL220—WJ—50(H=60m,Q=2.23m3/s),河流多年平均含沙量18kg/m3,1994年实测最大过机含沙量174kg/m3,泥沙粒径粗,d50=0.45mm,颗粒硬,水轮机通流部件磨蚀十分严重,大修周期不到1年,出力不足。
技术改造措施:①设计制造了HL220改进型的2个转轮,分别用于枯水期和浑水期;②改进水轮机结构,采取了一系列抗磨措施;③采用优质材料;④开发了尾水能量回收装置,回收利用了约2m尾水跌水落差。该站#1机改造后,单机出力由不足1000kW上升到1150kW(最大可达1200kW),大修间隔时间延长到3年,其发电量比全站平均发电量多8.6%(1994年多发电177万kW·h),经济效益显著。
21. 河北省唐县西大洋水电站,装机容量12200kW(3×3000+1×3200),#3水轮机型号为HL263—LJ—134(LJ=35.5m,Q=11.5m3/s),实际上电站经常运行水头仅为30m,出力减少20%~30%,发电效益差。
技术改造措施:①将水轮机转轮叶片数由15片减为13片;②上冠抬高30mm;③叶片出水边厚度由10mm减薄至6mm;④转轮由整体铸造改为铸焊结构,并提高叶片表面光洁度。改造后,机组出力提高4%,每年可多发电34万kW·h,2年即可回收技术改造投资。22.吉林省长白县十三道沟三级水电站,装机容量1750kW(1×1250+1×500),其中1台1250kW机组,额定水头75m,Q=2m3/s,而实际运行水头仅55m,明显不配套,该机最大出力仅840kW。技术改造后,水轮机按H=55m,Q=3m3/s设计,最大出力可达1150kW,增幅36%。
23. 山西省灵邱县北泉水电站,装机容量2×1250kW,1972年投产。水轮机型号为HL702—WJ—71(H=42m,Q=3.62m3/s),电站枯水期(10月至次年5月)水量少,平均流量仅2.3m3/s,1台机也只能带400~600kW,运行工况差,而汛期因水中泥沙多(多年平均含沙量6.8kg/m3,瞬时最大含沙量达504kg/m3),水轮机通流部件磨蚀严重。为了提高水电站枯水期的发电效益,根据实际流量,确定减容改造,配制了一个不锈钢新转轮,专用于枯水期运行,额定出力降为800kW,运行后出力反而比改造前增加200kW,经3个枯水期累计16000h运行,多发电340万kW·h,效益明显。
24. 福建省永定县芦下坝水电站,装机容量2×6500kW,水轮机型号为HL702—LJ—140(H=68m,Q=23m3/s),发电机型号为TSL330/61—16,1973年投产。
1987~1988年,机组第一次技术改造,将发电机由6500kW增容到8750kW,电站总装机容量增加4500kW,增容34%,年增加发电量1430万kW·h;1995年进行第二次技术改造,水轮机改用HLD87新型转轮,平均效率提高4%,增容22%,电站总出力又增加1020kW,年增加发电量250万kW·h,3年即可收回技术改造投资。
25. 湖南省衡东县甘溪水轮泵水电站,装机容量13000kW(10×1250+2×250),水轮机型号为DJ510—LH—180,设计水头H=10.5m,电站保证出力4400kW。
技术改造措施:①水轮机转轮更换成DZ560A型,单机出力由1250kW增加到1600kW;②更新发电机绕组,由B级绝缘改为F级绝缘;③增加防晕结构。该站#5机改造后,年增加发电量126万kW·h,增加无功200kvar,3年即可收回全部技改投资。
26. 广东省西山陂坝后水电站,装机容量2×1250kW,电站因无功不足,每年欠发无功损失10万多元。
技术改造措施:①将发电设备进行挖潜,在保证设备安全运行的情况下,做到满发有功,多发无功;②增设电容无功补偿装置。两项措施共增加无功电量450万kvar·h,不仅解决了电站无功不足问题,还向电网多送无功电量100多万kvar·h,取得了明显的经济效益。
27. 河北省迁西县大黑汀渠首水电站,库容3.37亿m3,有效库容2.24亿m3,装机容量4X3200kW,1987年投产,水轮机型号为ZZ560—LH—250(水头最大18m,设计11m,最小6m,Q=37m3/s)。实际运行水头最大18m,最小13m,电站常年在额定水头以上运行,而且水库有多余水量增容,发电机型号为TS425/32—32。
技术改造措施:①加大水轮机叶片转角;②增加发电机转子磁极绕组匝数;③改变发电机定子绕组端部连接方式;④更换励磁装置;⑤处理水封漏水。#3机改造后,当功率因数为0.8时,机组出力为3500kW;当功率因数为0.9时,机组出力达3900kW,一台机年增加发电量80万kW·h,6年即可回收技术改造投资。
28. 天津市蓟县于桥水电站,装机容量4×1250kW,水轮机为轴伸贯流式,型号为GD006—WZ—180,额定水头9.4m,实际运行年平均水头都在10m以上,故水轮机有增容条件。结合水量分析,认为可对2台SFWl250—20/2150型发电机进行增容改造,在发电机功率因数不变,安装尺寸不变的前提下,将#1、#3发电机由1250kW提高到1650kW。
技术改造措施:①定子铁芯增长50mm并重新压装,定子绕组增加导线截面并重新绕制;②转子磁极铁芯加长50mm并重新压装,磁极绕组重新绕制。2台发电机改造后,水电站总装机容量增加16%,机组平均效率提高3%~5%,2台机年增加发电量336万kW·h,多创收84万元,一年半即可回收增容改造的全部投资。
29. 浙江省庆元县马蹄岙水电站,水库库容130万m3,有效库容53万m3,装机容量4×1250kW,1972年投产,原设计水轮机型号为HL702—WJ—71(H=57/50m,Q=3.9m3/s,Pr=1336kW,实际水轮机最大出力可达2000kW)。
技术改造措施:①将原TSW—143/61—10型发电机改为SFW—K1700—8/1730,使水电站装机容量由4×1250kW增加到4×1700kW,相应地水轮机的额定出力增加到1790kW,水轮机流量由3.9m3/s增加到4.07m3/s;②更换主变压器;③采用可控硅励磁装置;④改建中控室,增设水机值班室;⑤改进主厂房通风系统;⑥改建二次系统。技术改造后,水电站年增加发电量500万kW·h,8年即可回收全部技术改造投资。
30. 广西容县容城水电站,装机容量3×1250kW,额定水头4.7m,1990年投产。洪水期杂物经常堵塞机组进水口,造成水头损失,需停机打捞,损失电量100万kW·h。
技术改造措施:将原来的竹排油桶排污改为用直径16mm和直径12mm圆钢组焊成的钢拦污网(高4m),杂物在闸坝前堆积较多后启闸排污,避免了进水口的淤堵,减少了水头损失约0.3m(约占水轮机工作水头的6%),取得了明显的经济效益。
31. 湖南省艳洲水电站,装机容量10×2500kW,水轮机型号为ZZ600—LH—330,原设计顶盖排水为2台2BA—6型水泵(P=4kW),互为备用。由于漏水量大,水泵启动频繁(2~3min一次),可靠性差。
技术改造措施:采取从水导轴承支架和底环上钻孔,用直径50mm不锈钢管连接,再从底环下用排水管排至集水廊道的自流排水方式,既节省了水泵,又安全可靠,投资低廉。
32. 陕西省横山县响水电站,年平均含沙量53.38kg/m3,装机容量3600kW(1×1600+1×2000),水轮机型号为HLl23—LJ—115。原设计主轴密封为清水顶压端面密封,使用寿命仅1个月。
技术改造措施:把抗磨环和耐磨橡胶圈的接触面改为曲折变化的多间隙结构,有效地防止含沙水进入组合面。抗磨环采用铸钢加工,成形后再热处理提高其硬度。主轴密封改造后,使用寿命超过一个大修周期,机组安全运行的可靠性大大提高。
33. 广西恭城县兰洞水电站,装机容量3×3200kW,1974年投产,水轮机型号为QJ26—W—125/1×12.1。
机组存在问题:运行可靠性差,出力不足,每台机少发700kW,约占22%。
技术改造措施:①将原来的弹簧缓冲装置改为液压缓冲装置,较好地解决了调速器与喷针协调问题;②喷针结构作较大的改进,保证了可靠关闭;③球阀改为直缸式接力器和两端止水式球阀,保证动水关闭。技术改造后每年可多发电1200万kW·h,经济效益显著。
34. 贵州省修文县修文水电站,装机容量2×10000kW,1961年投产。设计多年平均发电量9810万kW·h,实际多年平均发电量仅为6460万kW·h,减少34%。主要原因是尾水位雍高了1m,影响机组出力。1989年对尾水河道进行彻底清理,清除块石、砾石1630m3,使尾水位下降0.2m,年平均发电量增加74.3万kW·h,当年就收回了清障投资。
35. 湖南省娄底市红卫坝水电站,装机容量2×650kW,由于尾水开挖深度不够,影响水轮机的工作水头,机组出力仅570kW,减少12%。尾水开挖后,机组出力增加到620kW,接近额定出力。
36. 甘肃省河西水电站,装机容量3×800kW,水轮机型号为ZD560—LH—100(H=16m,Q=19.56m3/s),多年平均发电量1136万kW·h,年利用小时数4731h。电站施工时由于地质原因,将发电机层抬高了2.5m,因而发电水头也减少了2.5m,导致水轮机效率下降,出力仅为额定值的75%。每年减少发电量269万kW·h。
技术改造措施:①在尾水坑出口处设置一个简易节制闸,以调节尾水位;②适当加高上游引水渠堤,雍高上游水位,以增加水头。通过以上两项技改措施,增加了水轮机工作水头2.12m,使水头损失由原来的15.6%下降到2.4%,因而电站每年可增加发电量228万kW·h,经济效益显著。
37. 浙江省东阳市横锦水库一级电站,装机容量2×3000kW,1961年投产发电,年利用小时3360h。经30多年运行,机组已严重老化,属报废更新对象。原设计水轮机型号为HL263—LJ—134(H=32.5m,Q=11.5m3/s),发电机型号为TS325/44—22(PN=3000kW,nr=273r/min)。
1984年为提高防洪标准,大坝加高4.5m,相应发电水头可增至36m。经研究确定,在水轮机蜗壳、座环、尾水管保留,引水管路系统不变,发电机混凝土风罩内径不变及定子机座基础螺栓保留使用条件下,机组按最新技术重新设计制造,单机容量由3000kW增至4000kW。技术改造项目采用:①HLA551—LJ—132型水轮机(Hr=36m,Qr=13.17m3/s,P=4190kW);②SF4000—16/3250型发电机(PN=4000kW,nr=375r/min);③可控硅励磁装置;④弹性金属塑料推力瓦;⑤电液调速器;⑥双偏心自关闭平板蝶阀;⑦增设微机监控系统;⑧原机组的大轴和上、下机架经加工处理,仍用在新机组上。
2台机共增容2000kW,为水电站装机容量的33%,年发电量增加672万kW·h,经济效益显著。
38. 广东台山大隆洞水电站,水头8~25m,原装有1台2000kW轴流转桨式水轮发电机组,系由德国进口,水轮机型号为MK141/2,发电机型号为SM14/220—32,水轮机额定水头20m,额定流量12m3/s。为利用洪水期的弃水量增加年发电量,于1980年在原压力引水总管上引接分岔管,并在原厂房左岸扩建2台800kW轴流定桨式水轮发电机组,水轮机型号为ZD661—LH—120,额定水头12.9m,额定流量8m3/s。改造后曾多次在洪水期作过发电试验,在额定水头下,单机运行时均可达到额定出力;3台机组同时运行,导叶开度100%,原2000kW机组出力减少到1150kW,新装#1机组由800kW降至600kW,新装#2机组由800kW降至550kW,3台机组总输出功率为2300kW,比原装的1台机组额定功率只多300kW,比扩建机组的增容功率少1300kW。显然,3台机组同时运行时,由于水电站原引水系统最大过流能力(Qmax)和水头损失(Ahmax)的限制,使得3台机组的运行水头及过机流量均小于其额定值,因而造成洪水期水电站出力受阻。
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