浅析黄山市丰乐水电站的增效扩容改造.doc

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1、浅析黄山市丰乐水电站的增效扩容改造【摘要】本文对黄山市丰乐水电站增效扩容改造的缘由，关键部位更新改造方案，以及增加自动化控制系统作了详细的分析，对电站改造后提高机组效率，降低损耗，实现自动化，促进水电站的经济、可靠和安全运行具有一定的借鉴意义。【关键词】改造；自动化；效益一、概况丰乐水库位于安徽省黄山市徽州区丰乐河中游，属新安江流域，是一座具有防洪、灌溉、发电及水产养殖等综合利用功能的中型水利水电枢纽工程，丰乐水库始建于上世纪70年代初，1978年初步建成，水库总库容8430万m3o黄山市丰乐水电站于1980年建成发电，电站设计装机2X3200kW,1992年通过更换

2、定子线棒，推力瓦等发电机局部改造，使其单机容量由3200kW增至4000kWo电站自发电以来，很好的完成电网调峰调频和系统事故备用任务，作为地区龙头企业和经济支柱，为地区的社会和经济发展做出了应有的贡献。为积极响应水利部“开展农村水电增效扩容改造工作”，以提高综合能效和安全性能、促进水能资源合理利用、维护河流健康为目的，进行增效扩容改造。结合本电站的实际，就改造关键部位和增加自动化控制系统，浅谈水电站的改造思路。二、水轮机的改造水轮机的转轮是水电站实现水能转变成机械能的关键部件，不同的水头，不同的流量就要用不同的转轮。而且同一只转轮在过流量发生变化吋其效率也发生变化，

3、如果转轮选择失当，即会导致效率下降，不但不能提高电站的经济效益，反而会带来一些负面影响，如发生振动、气蚀等。上世纪七八十代，由于科技发展的限制，水轮机型谱的不全，需要的水轮机难以如意配套；也由于物资的缺乏，计划经济指标下达的有限，设计水电站吋冇时只能勉强凑合，如某个水电站设计水头110米，选用的水轮机型号为XJ-W-55/1X12.5,较高效率的转速应该是750转，但由于当时物资缺乏，选用了1000转的发电机，造成效率低下，在增效扩容改造时应重新配套。因此，丰乐水电站在进行改造过程中，应根据电站水头、流量等条件进行详细分析，在保证各项参数相适应情况下选择效率高、过流量

4、大的转轮，以满足要求，同吋选择新型转轮的流道和转轮直径与原机组基本相同。丰乐水电站原水轮机型号为HL240-IJ-140,是上世纪70年代产品,水轮机运行范围发生了较大变化，实际运行时在34.2m额定水头下不能达到额定出力，额定点理论效率仅89%左右，偏离高效区。木次改造涉及到一些新老部件的匹配问题，经技术征询，拟采用的新转轮，其转轮直径、导叶分布园、导叶数量、导叶高度、蜗壳、尾水管等参数尽可能和原有机组一致或接近，经分析计算并结合各厂商反馈信息，推荐HLTF45、HL3689、HLTF38三个适合本站改造的转轮模型进行方案比选，该几个模型对应的主要流道尺寸如蜗壳包角

5、、活动导叶高度、导叶数量、分布圆直径、尾水管进口直径等与现状尺寸基本一致，且在其它工程的HL240机组改造上都有过实际应用，因此，用于本站的改造是可行的，且可允许进一步扩大机组容量，结合水能计算综合考虑，可将单机容量增至4300kW,总装机容量8600kWo通过改造，机组性能将得到改善，能耗降低，效率提高，综合出力系数将得到提高，同时机组扩容可增加弃水的利用，水能利用率也相应提高，增加发电效益。三、发电机的改造丰乐水电站原两台发电机为天津发电设备厂上世纪70年代产品，1980年投入运行，1992年对发电机进行了增容改造，通过更换定子线棒，更换推力瓦等，将单机容量由32

6、00kW增到4OOOkW,其余大部分部件仍基木未动，发电机的定、转子线圈都是B级绝缘。经过多年的运行，部分端部绝缘物出现脆化龟裂，绝缘老化、下降口趋严重，威胁机组的安全运行。另外，发电机转子磁极仍为铝芯绕组，铜铝接头极易烧坏，机组无功出力无法达到额定值，无法满足机组安全可靠运行。本次改造要使发电机达到增容目的，根据水轮机选择结果，发电机单机容量由4000kW增至4300kW,根据水利部“农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见”，更新改造后的发电机额定效率不低于95.5%o根据本站具体情况，发电机改造可能的方案有以下三种：方案一：返厂进行定转子线圈更换，增容至43

7、00kWo将发电机整机运到发电机厂，利用原定子铁芯、转子磁轨，对绕组进行重新设计、加工，在厂内进行定、转子线圈更换。方案二：更换发电机定子铁芯、线圈和转子线圈。将发电机定子铁芯和线一并更换，转子利用原磁觇，更换磁极线圈。方案三：整体更换发电机。方案一，优点是费用低，缺点是发电机磁路得不到更多的改善，拆卸、运输、安装工程量大，工期长。方案二，优点是提高发电机效率约0.5%,缺点是提高效率不理想，发电机磁路得不到更多的改善，拆卸、运输、安装工程量大，工期长。方案三，更换发电机方案起点高，便于先进技术的采用。发电机采用冷轧矽钢片，厚度均匀，平整度高，导磁性