关于jf2089转轮在乌溪江水电厂的应用

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1、小水电2011年第4期(总第160期)减振增容改造JF2089转轮在乌溪江水电厂的应用王建义张银云(浙江华电鸟溪江水电厂浙江衢州324000)【摘要】鸟溪江水电厂湖南镇电站1～4号水轮机在运行中存在振动、设计水头偏低，转轮存在空蚀，转轮叶片出现裂纹等问题，针对存在的问题，经分析研究，提出通过更换按电站实际量体裁衣设计的JF2089新转轮，达到减振增容的双重目标，获得良好的经济和社会效益。图3幅。表1个。【关键词】水轮机转轮更换增容改造鸟溪江水力发电厂振动和叶片裂纹发展。由于机组设计运行范围和实O引言际水库运行条件相差过大，振动原因难以消除。水乌溪江水电厂湖

2、南镇电站老厂房原装有4台单轮机转轮因部分负荷工况下的叶道涡二次流长期存机容量为42．5MW的水轮发电机组，水轮机型号为在，造成转轮叶片裂纹持续发展，并越来越严重。HL74l—L卜250。水轮机在运行中一直存在振动、1．2水轮机转轮叶片裂纹多次处理仍不能消除设计水头偏低，转轮存在空蚀，转轮叶片出现裂纹3号水轮机转轮设计为铸焊结构，叶片材料为等问题。从2002年2月开始，乌溪江电厂先后对4不锈钢，上冠和下环为20SiMn钢，异种钢焊接需要台机组进行了减振增容改造，将水轮机转轮更换为严密完整的工艺措施来保证，由于机组制造质量不按电站实际量体裁衣设计的JF2089

3、转轮。本文主高，机组投运后不久即出现裂缝，虽经用多种方式要论述第1台进行转轮改造的3号水轮发电机，该进行处理，包括制造备品转轮和焊补裂缝并进行整机转轮的成功改造为电站其它3台机组的改造奠定体回火处理，也无法根除。由于大修现场不具备根了坚实的基础，也为其它电站类似情形提供借鉴。治裂纹处理的工艺条件和技术条件，处理后的裂纹3号水轮机于1979年l2月投产，由天津发电在运行后重新开裂；也购置过备品转轮，备用转轮设备厂制造，主要技术参数为：最大水头117m；投运后不久又产生裂纹，且在4台机组转轮裂纹中最小水头65m；设计水头90m；设计流量最为严重。55．7m3／

4、s；水轮机额定出力43．8MW；额定转速1．3水轮机转轮空蚀250r／min；吸出高度一1．8m。转轮叶片采用OCrl3Ni4Mo不锈钢材料，虽经多次补焊处理，但气蚀情况不但难以消除，反而有1改造前机组运行存在的主要问题所发展，其中除材料原因外，还有工况影响和历年1．1水轮机选型设计和水库实际运行水头范围不大面积补焊造成叶片难以控制的变形的影响，运行匹配工况和叶片变形是气蚀长期存在的主要原因。3号水轮机设计水头为90m，而水库的多年平1．4转轮的实际效率低于设计效率均运行水头为101m。在按额定功率运行时，导叶在1985年5月和1992年11月进行了2次流

5、速开度为70％～80％，在部分负荷工况下，导叶开仪法效率试验，结果为转轮在各种水头工况下运行度不足50％，机组运行范围中存在着振动现象，的实际效率均低于设计效率(见表1)。当导叶开度小于50％时，还容易引起水轮机叶片2机组增容可行性研究进水边后流道脱流，有叶道涡现象，水轮机长期在部分导叶开度运行，叶片进口边后水流长期带正冲湖南镇电站水库正常运行时，水库水位的升降角，机组振动明显。幅度在230～210Ill之间，相当于运行水头为114～机组投入电力系统AGC调节后，经常在部分94m之间，机组发电运行的水头在大部分时间内均负荷区运行，运行工况频繁变化，加剧了水

6、轮机的大于水轮机的设计水头，选择1991-1995年期间·27·减振增容改造SMALLHYDROPOWER2011No4，TotalNo160作超出力运行调查，机组负荷一般达到47～壳、座环、尾水管部件的条件下，设计一种适应湖49MW、超过机组牌出力42．2MW，此时的水轮机南镇电站实际工况的新转轮，上冠、下环、叶片采导叶开度也多为75％85％左右，若按铭牌出力用同种不锈钢材料，消除异种钢焊接隐患，改造后运行时，导叶开度将更小，这就说明，水轮机按额机组在设计水头100m下，以额定转速250r／min运定流量过流，机组出力可能进一步增加。转时，水轮机出力保证

7、值不小于51．5MW。根据对3号机运行以来超铭牌出力运行资料的4JF2089转轮的开发调查，主要对1991-1995年内超铭牌出力运行时的定子线圈、定子铁芯最高运行温度、推力轴瓦和结合湖南镇电站水轮机运行水头高、单位转速导轴瓦的最高运行温度、冷风和热风最高运行温度低的具体特点，富春江富士水电设备有限公司与中进行分析，当机组出力为4749MW时，定子电流国水利水电科学院合作，共同承接转轮改造；由中达到2800—2900A的情况下(额定功率为国水利水电科学院负责转轮开发，为湖南镇电站优42．5MW，定子额定电流为2750A)，以上各部分化设计了JF2089转轮

8、，并由富春江富士水电设备的实际最高运行温度仍在设计许可范围内，并仍