论文部分内容阅读
摘要：溪美水电厂改造后安装3台×1600kW水轮发电机组，多年平均发电量1394萬kW·h。结合该电厂水头低、流量大及地面式厂房布置等特点，进行水轮机参数选择、辅助机械设备设计以及设备布置与优化设计，使电厂具有运行安全可靠性高，机组设备整体性、实用性、效率高和优化机组控制等优点，提高水能资源利用效率和经济效益。
关键词：水电厂；改造；水轮机；辅助机械
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
1 水电厂基本概况
溪美水电厂是凤凰溪流域开发利用的第三级水电站，集雨面积265.5km2，其中上游164 km2得到凤溪、凤凰两座中型水库有效调节。属引水式径流电站，发电尾水归入原河槽。
溪美水电厂于1972年建成投产，水电厂原装机容量共1890kW（3台×630kW），安装3台HL240-WJ-84水轮机，配套3台TSW143/50-16（630kW）发电机，原设计多年平均发电量为576万kwh，年利用小时3048h。由于运行至今已达四十年，设备严重老化、机组长时间带病运行，不但存在严重的安全隐患，而且原装机容量不足，水力资源未能充分利用，导致电厂发电量达不到要求等问题。因此，必须对溪美水电厂进行增效扩容技术改造。
改造后溪美水电厂的基本参数为：设计净水头20.5m，发电流量28.50m3/s，装机容量4800kW（3台×1600kW），年利用小时2904h，多年平均发电量1394万kW·h。
2 水轮机型选择
根据水文水能计算结果，溪美水电厂设计水头平均为20.5m，引用流量为28.50m3/s。按照本次改造要求，应充分考虑原机型和布置形式，力求在不改变原有厂房结构及主要工作方式的基础上进行，因此机组选型时按照电厂装机台数不变、机组流道尺寸基本相符、发电机尽量不做大的改变等原则。由于本次扩容幅度较大（从1890kW扩至4800kW），结合现场布置实际情况采用3台1600kW机组方案，通过对目前性能较优，且适合本电厂技术条件的转轮的几种方案进行比选，推荐3台水轮机型号为HL820-WJ-125。
2.1 水轮机基本参数
通过选型计算，结合电厂实际情况，确定该电厂水轮发电机组主要参数如下表：
水轮发电机组主要参数表
2.2 机组安装高程
根据HL820转轮在该工况点的汽蚀系数σ=0.165，，计算HL820转轮的HS为+5.36m，安装高程计算值为19.235m，机组实际安装高程为18.80m，能够满足水轮机不发生汽蚀的吸出高度要求。
3 调速器选择
为采用新技术，提高机组的自动化程度，调速器采用功能先进、调节可靠的微机调速器YWT-1800、额定工作油压为4.0MPa。
4 辅助机械设备
4.1 厂内起重设备的选择
主厂房起重设备：发电机总重24.5吨，水轮机总重约12.5吨。安装时发电机、水轮机既可整体吊装，也可拆卸安装，故主厂房起重机按主机整体重量进行控制和选择，设LH-25/5T型电动双梁桥式起重机，主钩要求正常速和慢速两种速度可调。
4.2 油系统
电厂分别有绝缘油系统和透平油系统，其中绝缘油选用0.25m3储油桶2只，透平油系统选用0.25m3储油桶2只，上述油桶兼作运输、储油及油处理之用，能够满足电厂使用要求。
由于调速器系统油压装置采用自带高压储气设备的整体油压设备，因此对油系统无其它要求。
4.3 压缩空气系统
电厂低压气系统选用2台2V-0.6/7型低压空气压缩机，其排气量Q=0.6m3/min，空气压力0.7MPa，带有0.15m3贮气筒1只。用于导叶关闭后，机组转速降到35%额定转速时，自动投入空气阀刹车。
4.4 供水系统
供水系统供水对象包括：轴承冷却用水、生活用水及消防用水。
轴承冷却供水系统由压力钢管取水，经过滤水器后进入轴承冷却器，再排至尾水。进水管道内的水压装有截止阀和压力表，出水管路上装有示流信号器，当水流中断时，自动报警。
4.5 排水系统
排水系统主要包括机组检修排水及厂房渗漏排水，由于下游河床水位较低，本电厂正常情况下采用自流排水方式。
4.6 水力测量监视系统
根据电厂实际情况，在每台主机蜗壳上装设压力表监测实际进水水压，在尾水管处装设压力真空表监测流道内部真空。
4.7 水力机械设备布置
电厂为引水式厂房，三台机组并排成一字型布置于厂房内，主机机组中心线与上游墙平行、并与进水压力钢管中心线垂直的布置方式，设备布置尽量紧凑，在设备四周均留有足够的操作和监视场地。
5 结语
溪美水电厂改造后的3台新机组的水轮机HL820-WJ-125在额定工况下转轮效率值达到91%，发电机SFW1600-20/2150效率值达到94.1%，其水轮发电机组的综合效率为85.63%，可见改造后水能利用率将得到明显提高。
作者简介：陈卓雄，男，工程师，广东省潮州市人，主要从事水利水电工程管理、审核设计工作。
关键词：水电厂；改造；水轮机；辅助机械
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
1 水电厂基本概况
溪美水电厂是凤凰溪流域开发利用的第三级水电站，集雨面积265.5km2，其中上游164 km2得到凤溪、凤凰两座中型水库有效调节。属引水式径流电站，发电尾水归入原河槽。
溪美水电厂于1972年建成投产，水电厂原装机容量共1890kW（3台×630kW），安装3台HL240-WJ-84水轮机，配套3台TSW143/50-16（630kW）发电机，原设计多年平均发电量为576万kwh，年利用小时3048h。由于运行至今已达四十年，设备严重老化、机组长时间带病运行，不但存在严重的安全隐患，而且原装机容量不足，水力资源未能充分利用，导致电厂发电量达不到要求等问题。因此，必须对溪美水电厂进行增效扩容技术改造。
改造后溪美水电厂的基本参数为：设计净水头20.5m，发电流量28.50m3/s，装机容量4800kW（3台×1600kW），年利用小时2904h，多年平均发电量1394万kW·h。
2 水轮机型选择
根据水文水能计算结果，溪美水电厂设计水头平均为20.5m，引用流量为28.50m3/s。按照本次改造要求，应充分考虑原机型和布置形式，力求在不改变原有厂房结构及主要工作方式的基础上进行，因此机组选型时按照电厂装机台数不变、机组流道尺寸基本相符、发电机尽量不做大的改变等原则。由于本次扩容幅度较大（从1890kW扩至4800kW），结合现场布置实际情况采用3台1600kW机组方案，通过对目前性能较优，且适合本电厂技术条件的转轮的几种方案进行比选，推荐3台水轮机型号为HL820-WJ-125。
2.1 水轮机基本参数
通过选型计算，结合电厂实际情况，确定该电厂水轮发电机组主要参数如下表：
水轮发电机组主要参数表
2.2 机组安装高程
根据HL820转轮在该工况点的汽蚀系数σ=0.165，，计算HL820转轮的HS为+5.36m，安装高程计算值为19.235m，机组实际安装高程为18.80m，能够满足水轮机不发生汽蚀的吸出高度要求。
3 调速器选择
为采用新技术，提高机组的自动化程度，调速器采用功能先进、调节可靠的微机调速器YWT-1800、额定工作油压为4.0MPa。
4 辅助机械设备
4.1 厂内起重设备的选择
主厂房起重设备：发电机总重24.5吨，水轮机总重约12.5吨。安装时发电机、水轮机既可整体吊装，也可拆卸安装，故主厂房起重机按主机整体重量进行控制和选择，设LH-25/5T型电动双梁桥式起重机，主钩要求正常速和慢速两种速度可调。
4.2 油系统
电厂分别有绝缘油系统和透平油系统，其中绝缘油选用0.25m3储油桶2只，透平油系统选用0.25m3储油桶2只，上述油桶兼作运输、储油及油处理之用，能够满足电厂使用要求。
由于调速器系统油压装置采用自带高压储气设备的整体油压设备，因此对油系统无其它要求。
4.3 压缩空气系统
电厂低压气系统选用2台2V-0.6/7型低压空气压缩机，其排气量Q=0.6m3/min，空气压力0.7MPa，带有0.15m3贮气筒1只。用于导叶关闭后，机组转速降到35%额定转速时，自动投入空气阀刹车。
4.4 供水系统
供水系统供水对象包括：轴承冷却用水、生活用水及消防用水。
轴承冷却供水系统由压力钢管取水，经过滤水器后进入轴承冷却器，再排至尾水。进水管道内的水压装有截止阀和压力表，出水管路上装有示流信号器，当水流中断时，自动报警。
4.5 排水系统
排水系统主要包括机组检修排水及厂房渗漏排水，由于下游河床水位较低，本电厂正常情况下采用自流排水方式。
4.6 水力测量监视系统
根据电厂实际情况，在每台主机蜗壳上装设压力表监测实际进水水压，在尾水管处装设压力真空表监测流道内部真空。
4.7 水力机械设备布置
电厂为引水式厂房，三台机组并排成一字型布置于厂房内，主机机组中心线与上游墙平行、并与进水压力钢管中心线垂直的布置方式，设备布置尽量紧凑，在设备四周均留有足够的操作和监视场地。
5 结语
溪美水电厂改造后的3台新机组的水轮机HL820-WJ-125在额定工况下转轮效率值达到91%，发电机SFW1600-20/2150效率值达到94.1%，其水轮发电机组的综合效率为85.63%，可见改造后水能利用率将得到明显提高。
作者简介：陈卓雄，男，工程师，广东省潮州市人，主要从事水利水电工程管理、审核设计工作。