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丹江口水电厂机组增容改造研究

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1概述

1.1我国水电站概况

1.2老电站改造途径

1.3国内外水电机组改造概况

1.4丹江口水力发电厂机组改造增容必要性

2丹江口水电厂水轮机组故障分析

2.1发电机故障状况及故障原因分析

2.2水轮机故障状况的原因分析

2.3轴承故障状况及故障分析

2.4水电机组辅助设备质量不佳性能下降

3电厂增容改造方案的可行性研究

3.1水轮机增容可行性研究

3.2发电机、励磁系统及主要电气设备增容方案研究

3.3电厂输变电网系统增容可行性分析

3.4机组增容的经济效益预估分析

3.5本章小结

4丹江口电厂发电机组改造实施

4.1发电机改造的主要项目

4.2发电机电气部分现场施工

4.3发电机机械部分现场施工

5水轮机转轮的更换改造

5.1转轮更换的技术要求

5.2水轮机转轮改造现场施工

5.3其它辅助设备的更换改造

6水轮发电机组改造投运后的性能试验

6.1发电机增容改造后试验项目和数据

6.2水轮机投运后的性能测试

6.3弹性金属塑料瓦运行试验

7水轮发电机组改造效果评价及展望

7.1发电机改造效果

7.2水轮机改造效果

7.3展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文

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摘要

水电站机电设备的使用寿命一般为20-30年,如果制造质量差,材料又不好,寿命将更短.为了焕发老电站的活力,延长机组使用寿命,国内外都在探讨老电站更新改造的技术问题.美国、加拿大、挪威、俄罗斯等国更新改造了不少本国的大型水电站,积累了不少经验,取得了巨大的经济效益.我国20世纪80年代以前建了不少大型水电站,这一大批大型水电站目前已使用了几十年,运行中大大小小的故障不断,已到了使用寿命的极限.我国近年来对大型水电站的更新改造也开始了探索,成功地对云峰电厂、新安江水电厂、柘溪水电厂、东江水电厂等水电厂的水轮发电机组进行了改造,取得了宝贵的经验和巨大的经济效益.大型水电厂更新改造都走增容改造的路.鉴于当时的技术水平,早期水电站的机组参数都比较落后,如水轮机30年前最高模型效率在90%左右,真机最高效率在92%左右;汽蚀系数比较大,水力稳定性也较差;转轮材料也比现在的差很远,且加工质量也不高.而现代模型转轮最高效率达(94——95)%,真机效率达(96-97)%,最优单位流量大,汽蚀系数小,同样直径的水轮机转轮,出力可增加(10-15)%,有些转轮型号甚至可增加出力20%的出力.除此以外,有些电站因为存在选型不当、水文参数变化过大、机组振动等情况而提出了相应的改造任务,如柘溪水电站1#机选型不当而更新改造,东江电厂对3#机进行了减振改造,改造均取得了预期效果.丹江口水电厂装机6台,总容量900MW,是湖北省当时最大的电厂,安装的机电设备是20世纪60~70年代的产品,运行几十年后,机组设备老化,发电机、水轮机故障不断出现,造成了巨大的经济损失,为此电厂决定开展更新增容改造工作.借鉴国内外电站的经验,并根据自己电站的实际情况决定了改造的内容:发电机改造:更换定子线圈、铁芯、冷却器;水轮机改造:更换转轮;轴承改造:更换推力轴承,把金属瓦更改为塑料瓦.更换改造要达到增容8%的目的,此外还要改善汽蚀性能,增强机组的稳定性.已改造的四台机组投运后进行了实测,单机容量均从150MW增大到了162MW以上,实测还证实机组的运行稳定性、水力脉动、支架振动振幅值等指标都达到了国标要求,水轮机的汽蚀性能也得到了改善.总之,电站的增容改造是成功的,各向改造指标都达到了预期的目标.

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