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1、湖南省xx縣 xx 水電站增效擴容改造工程機組改造方案湖南零陵恒遠發電設備有限公司二0一一年十一月六日一、前言 xx縣 xx 電站始建于1976年，自投產以來,機組已運行35年，電站現有裝機31250KW11500KW共4臺水輪發電機組。由于設備老化，機組實際效率低。當今技術進步促進水輪發電機組效率有較大提高。因此，確定對水輪發電機組進行技術改造。二、機組增容改造要求根據電站現有參數，在不改變水輪機轉輪直徑、導水機構、裝機高程等條件下更換水輪機轉輪及相關零部件、更換發電機 (F級絕緣)及相關零(部)件,要求1250KW機組增容后額定出力必須達到1575Kw，最大水頭時出力達到1650Kw。三、2、電站機組方案比較及說明1、水輪機方案比較經對國內現有水輪發電機組改造成功機型分析，吸取同水頭段混流式水輪機組選型的經驗，適合本電站水頭的混流式模型轉輪有HLD260、HL3689兩種型號，對兩種轉輪選型方案的技術參數與原機組進行比較，兩種轉輪的水輪機及發電機主要參數如下：參 數原方案方案一方案二水輪機型號HL123-LJ-120-LJ-HL3689-LJ-120HLD260-LJ-120額定水頭Hr(m)212121額定流量Qr(m3/S)7.58.568.75額定出力(KW)133016581658額定轉速(rpm)250250300單位轉速n(rpm)65.4765.4778.56單位流量3、Q(m3/S)1.1371.2971.326額定點模型效率(%)90.093.291.0效率修正值+1+1+1額定點真機效率(%)9194.292.0最高模型效率(%)91.394.193.5轉輪重量(t)0.770.860.85水輪機總重量(t)16.50017.517.5吸出高度Hs(m)2.52.52.52、機組方案說明：通過上述兩種不同型號不同轉速水輪機方案參數的對比可以看出，兩種方案都能滿足電站發電需求，而且不影響發電效率。所不同的是：1）、HL3689-LJ-120在額定轉速250 r/min運行時，發額定出力1575kW流量為8.56m3/s，效率為94.2%；HLD260-LJ4、-120在額定轉速300r/min運行時，發額定出力1575kW流量為8.75m3/s，效率為92.0%。HL3689轉輪是專為改造HL123轉輪研制的一個最優秀的轉輪，在額定轉速250r/min運行，水輪機額定點的效率為94.2%，比HLD260的額定點高2%，因此發同樣的電量少要0.19m3/s的流量，對電站經濟運行效益來說少用0.19m3/s的流量會多發很多電能。2）HL3689-LJ-120在額定轉速250r/min運行，空化系數=0.185,HLD260在額定轉速300r/min運行，空化系數相=0.19，在現有的已經定形的流道及安裝情況下，無法改善轉輪的空蝕性能，轉輪的檢修周期長短5、，是以空化系數的大小來決定的，空化系數大檢修短，空化系數小，檢修周期長，也就是說HLD260的檢修次數多，而HL3689檢修次數要少一些，檢修期間必定要少發許多電能；轉輪檢修周期長，可以多發電，為電站創造更高經濟效益。經我公司多年的類似機組生產經驗，再加使用機組的電站多年運行驗證，HL3689在額定轉速為250r/min的機組是安全、高效、可靠的。我公司在考慮完全滿足電站發電需求的同時兼顧電站經濟效益，多創收，故為貴電站推薦選用HL3689額定轉速250r/min的機型為電站改造機型。3、發電機方案比較根據電站提供的相關數據，我們作了電磁方案計算，各方案電磁參數見下表：序號名 稱單 位原方案T6、SL260/42-24方案一增容運行方案SF1575-24/2600方案二增容運行方案SF1575-20/26001輸出有功PNkW1250157515752額定電壓UNV6300630063003額定電流INA143.2180.4180.44功率因數cos0.80.80.85額定轉速Nnr/min2502503006定子線規7定子銅線截面積Fcu1mm23346.841.128定子電流密度J1A/mm24.343.924.069線負荷ASA/cm38740240210熱負荷ASJ14711573179111轉子線規3.815.62.5202.52012轉子線圈有效匝數32.551.551.57、13勵磁電壓V108.513414014勵磁電流A26321021615計算效率%93.595.495.316短路比fk01.0921.011.0117定子平均溫升K46524918轉子平均溫升K565051四、機組增容改造內容及要求1、水輪機改造內容及要求1.1更換水輪機轉輪：根據電站現有的技術參數，為提高水輪機的出力，經綜合計算、分析和比較，把原水輪機HL123型轉輪更換為新型的HL3689轉輪。轉輪材質采用鑄鋼ZG20SiMn或ZG06Cr16Ni5Mo不銹鋼，葉片采用數控機床加工。1.2更換水輪機主軸密封：更換主軸密封,達到理想的密封效果。1.3 水輪機導葉修復，更新導葉軸套：水輪機導8、葉修復，更新導葉軸套，滿足開度要求及關閉密封性。1.4 更換調速軸上的雙臂、推拉桿因流量增加，導葉開口增大，調速軸上的雙臂、推拉桿必須更換；1.5 水輪機自動化元件按微機監控配置；1.6 其他在機組拆機過程中需要更換的零件。2、發電機改造內容及要求2.1發電機改造方案一(發電機轉速不變，為250 r/min)2.1.1更換發電機定子線圈及相關零件，采用F級絕緣，增加銅線截面，提高發電機容量；滿足機組額定出力1575Kw(最大水頭時出力達到1650Kw)的要求。2.1.2更換發電機轉子線圈及相關零件，采用F級絕緣，滿足機組額定出力1575Kw(最大水頭時出力達到1650Kw)的要求。2.1.3發9、電機自動化元件按微機監控配置。2.1.4其他在機組拆機過程中需要更換的零件。2.1發電機改造方案二(發電機轉速改變，為300 r/min)更換發電機定子線圈及相關零件，采用F級絕緣，增加銅線截面，提高發電機容量；滿足機組額定出力1575Kw(最大水頭時出力達到1650Kw)的要求。更換發電機轉子裝配整個部件，主要包括磁極線圈、磁極鐵芯、磁軛、主軸,滿足機組額定出力1575Kw(最大水頭時出力達到1650Kw)的要求。發電機自動化元件按微機監控配置。 其他在機組拆機過程中需要更換的零件。五、合同供貨范圍及報價：序號產 品 名 稱型 號 規 格數量方案一價格方案二價格備 注1水輪機見改造內容2進水10、蝶閥D941X-6/DN1750伸縮節DN17503調速器YWT-18004發電機見改造方案一、二5勵磁裝置WKL1-P6機組自動化元件按微機監控配置7備品備件詳見附件18技術協調會費用9設備安裝費本合同供貨范圍為水輪發電機組及成套附屬設備：六、生產周期生產周期約為個月七、機組改造論證的問題1、渠道最大過流量究竟是平時一般過流量為 .2、由于引水壓力管道為鋼筋混凝土制造，管內流速最高不能大于4m/s，超過4m/s管路水力損失會增加許多；3、裝機容量為6300KW，額定水頭為21米時，發額定出力1575KW，單機流量為8.7m3/s，總流量為34.8m3/s，是否能達到該要求，當額定水頭為20.11、5米時，單機流量為9.211m3/s，總流量為36.844m3/s,渠道是否能過得了這么多流量；4、電站對相關的電器、控制保護設備進行論證，以滿足機組增容的技術要求八、其他1、增容改造后機組的振動、噪音、溫升應達到國家有關標準。2、電站提供改造機組水輪機總裝圖、發電機總裝圖及其他相關的圖紙。3、機組增容改造后有關設備交貨時，廠家應提供機組設備改造過程中關鍵部件的質量檢測、檢驗、試驗報告、機組銘牌及相關的出廠資料給電站。九、驗收標準GB/T15468-1995水輪機基本技術條件GB7894-2001水輪發電機機基本技術條件GB755-87旋轉電機基本技術要求GB8564-88水輪發電機組機安裝技術規范十、附圖：（共 4 張）1、HL3689綜合特性曲線(轉速250rpm)2、HL3689運轉特性曲線(轉速250rpm)3、HLD260綜合特性曲線(轉速300rpm)4、HLD260運轉特性曲線(轉速300rpm)湖南零陵恒遠發電設備有限公司二0一一年十一月日附表 1水輪發電機組備品備件清單序號名 稱單位數 量一、水輪機備品備件1導葉上、中、下軸套臺套2導葉密封件臺套3導葉銷臺套4導葉剪斷銷臺套5主軸工作密封件臺套6主軸檢修密封件臺套7導葉連桿軸套臺套二、發電機備品備件1定子線圈個