1、湖南省xx县 xx 水电站增效扩容改造工程机组改造方案湖南零陵恒远发电设备有限公司二0一一年十一月六日一、前言 xx县 xx 电站始建于1976年，自投产以来,机组已运行35年，电站现有装机31250KW11500KW共4台水轮发电机组。由于设备老化，机组实际效率低。当今技术进步促进水轮发电机组效率有较大提高。因此，确定对水轮发电机组进行技术改造。二、机组增容改造要求根据电站现有参数，在不改变水轮机转轮直径、导水机构、装机高程等条件下更换水轮机转轮及相关零部件、更换发电机 (F级绝缘)及相关零(部)件,要求1250KW机组增容后额定出力必须达到1575Kw，最大水头时出力达到1650Kw。三、2、电站机组方案比较及说明1、水轮机方案比较经对国内现有水轮发电机组改造成功机型分析，吸取同水头段混流式水轮机组选型的经验，适合本电站水头的混流式模型转轮有HLD260、HL3689两种型号，对两种转轮选型方案的技术参数与原机组进行比较，两种转轮的水轮机及发电机主要参数如下：参 数原方案方案一方案二水轮机型号HL123-LJ-120-LJ-HL3689-LJ-120HLD260-LJ-120额定水头Hr(m)212121额定流量Qr(m3/S)7.58.568.75额定出力(KW)133016581658额定转速(rpm)250250300单位转速n(rpm)65.4765.4778.56单位流量3、Q(m3/S)1.1371.2971.326额定点模型效率(%)90.093.291.0效率修正值+1+1+1额定点真机效率(%)9194.292.0最高模型效率(%)91.394.193.5转轮重量(t)0.770.860.85水轮机总重量(t)16.50017.517.5吸出高度Hs(m)2.52.52.52、机组方案说明：通过上述两种不同型号不同转速水轮机方案参数的对比可以看出，两种方案都能满足电站发电需求，而且不影响发电效率。所不同的是：1）、HL3689-LJ-120在额定转速250 r/min运行时，发额定出力1575kW流量为8.56m3/s，效率为94.2%；HLD260-LJ4、-120在额定转速300r/min运行时，发额定出力1575kW流量为8.75m3/s，效率为92.0%。HL3689转轮是专为改造HL123转轮研制的一个最优秀的转轮，在额定转速250r/min运行，水轮机额定点的效率为94.2%，比HLD260的额定点高2%，因此发同样的电量少要0.19m3/s的流量，对电站经济运行效益来说少用0.19m3/s的流量会多发很多电能。2）HL3689-LJ-120在额定转速250r/min运行，空化系数=0.185,HLD260在额定转速300r/min运行，空化系数相=0.19，在现有的已经定形的流道及安装情况下，无法改善转轮的空蚀性能，转轮的检修周期长短5、，是以空化系数的大小来决定的，空化系数大检修短，空化系数小，检修周期长，也就是说HLD260的检修次数多，而HL3689检修次数要少一些，检修期间必定要少发许多电能；转轮检修周期长，可以多发电，为电站创造更高经济效益。经我公司多年的类似机组生产经验，再加使用机组的电站多年运行验证，HL3689在额定转速为250r/min的机组是安全、高效、可靠的。我公司在考虑完全满足电站发电需求的同时兼顾电站经济效益，多创收，故为贵电站推荐选用HL3689额定转速250r/min的机型为电站改造机型。3、发电机方案比较根据电站提供的相关数据，我们作了电磁方案计算，各方案电磁参数见下表：序号名 称单 位原方案T6、SL260/42-24方案一增容运行方案SF1575-24/2600方案二增容运行方案SF1575-20/26001输出有功PNkW1250157515752额定电压UNV6300630063003额定电流INA143.2180.4180.44功率因数cos0.80.80.85额定转速Nnr/min2502503006定子线规7定子铜线截面积Fcu1mm23346.841.128定子电流密度J1A/mm24.343.924.069线负荷ASA/cm38740240210热负荷ASJ14711573179111转子线规3.815.62.5202.52012转子线圈有效匝数32.551.551.57、13励磁电压V108.513414014励磁电流A26321021615计算效率%93.595.495.316短路比fk01.0921.011.0117定子平均温升K46524918转子平均温升K565051四、机组增容改造内容及要求1、水轮机改造内容及要求1.1更换水轮机转轮：根据电站现有的技术参数，为提高水轮机的出力，经综合计算、分析和比较，把原水轮机HL123型转轮更换为新型的HL3689转轮。转轮材质采用铸钢ZG20SiMn或ZG06Cr16Ni5Mo不锈钢，叶片采用数控机床加工。1.2更换水轮机主轴密封：更换主轴密封,达到理想的密封效果。1.3 水轮机导叶修复，更新导叶轴套：水轮机导8、叶修复，更新导叶轴套，满足开度要求及关闭密封性。1.4 更换调速轴上的双臂、推拉杆因流量增加，导叶开口增大，调速轴上的双臂、推拉杆必须更换；1.5 水轮机自动化元件按微机监控配置；1.6 其他在机组拆机过程中需要更换的零件。2、发电机改造内容及要求2.1发电机改造方案一(发电机转速不变，为250 r/min)2.1.1更换发电机定子线圈及相关零件，采用F级绝缘，增加铜线截面，提高发电机容量；满足机组额定出力1575Kw(最大水头时出力达到1650Kw)的要求。2.1.2更换发电机转子线圈及相关零件，采用F级绝缘，满足机组额定出力1575Kw(最大水头时出力达到1650Kw)的要求。2.1.3发9、电机自动化元件按微机监控配置。2.1.4其他在机组拆机过程中需要更换的零件。2.1发电机改造方案二(发电机转速改变，为300 r/min)更换发电机定子线圈及相关零件，采用F级绝缘，增加铜线截面，提高发电机容量；满足机组额定出力1575Kw(最大水头时出力达到1650Kw)的要求。更换发电机转子装配整个部件，主要包括磁极线圈、磁极铁芯、磁轭、主轴,满足机组额定出力1575Kw(最大水头时出力达到1650Kw)的要求。发电机自动化元件按微机监控配置。 其他在机组拆机过程中需要更换的零件。五、合同供货范围及报价：序号产 品 名 称型 号 规 格数量方案一价格方案二价格备 注1水轮机见改造内容2进水10、蝶阀D941X-6/DN1750伸缩节DN17503调速器YWT-18004发电机见改造方案一、二5励磁装置WKL1-P6机组自动化元件按微机监控配置7备品备件详见附件18技术协调会费用9设备安装费本合同供货范围为水轮发电机组及成套附属设备：六、生产周期生产周期约为个月七、机组改造论证的问题1、渠道最大过流量究竟是平时一般过流量为 .2、由于引水压力管道为钢筋混凝土制造，管内流速最高不能大于4m/s，超过4m/s管路水力损失会增加许多；3、装机容量为6300KW，额定水头为21米时，发额定出力1575KW，单机流量为8.7m3/s，总流量为34.8m3/s，是否能达到该要求，当额定水头为20.11、5米时，单机流量为9.211m3/s，总流量为36.844m3/s,渠道是否能过得了这么多流量；4、电站对相关的电器、控制保护设备进行论证，以满足机组增容的技术要求八、其他1、增容改造后机组的振动、噪音、温升应达到国家有关标准。2、电站提供改造机组水轮机总装图、发电机总装图及其他相关的图纸。3、机组增容改造后有关设备交货时，厂家应提供机组设备改造过程中关键部件的质量检测、检验、试验报告、机组铭牌及相关的出厂资料给电站。九、验收标准GB/T15468-1995水轮机基本技术条件GB7894-2001水轮发电机机基本技术条件GB755-87旋转电机基本技术要求GB8564-88水轮发电机组机安装技术规范十、附图：（共 4 张）1、HL3689综合特性曲线(转速250rpm)2、HL3689运转特性曲线(转速250rpm)3、HLD260综合特性曲线(转速300rpm)4、HLD260运转特性曲线(转速300rpm)湖南零陵恒远发电设备有限公司二0一一年十一月日附表 1水轮发电机组备品备件清单序号名 称单位数 量一、水轮机备品备件1导叶上、中、下轴套台套2导叶密封件台套3导叶销台套4导叶剪断销台套5主轴工作密封件台套6主轴检修密封件台套7导叶连杆轴套台套二、发电机备品备件1定子线圈个