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        白垢水電廠水輪發(fā)電機組制動系統(tǒng)改造

        2016-05-07 08:16:20林波弟賀江電力發(fā)展有限公司廣東肇慶526500
        小水電 2016年1期
        關鍵詞:水輪發(fā)電機組制動系統(tǒng)技術改造

        林波弟(賀江電力發(fā)展有限公司,廣東肇慶526500)

        白垢水電廠水輪發(fā)電機組制動系統(tǒng)改造

        林波弟
        (賀江電力發(fā)展有限公司,廣東肇慶526500)

        摘要:發(fā)電機制動系統(tǒng)是水輪發(fā)電機組正常停機的重要設備之一,針對白垢水電廠增容改造之后2臺發(fā)電機停機過程出現(xiàn)制動時間加長、停機困難的現(xiàn)象進行分析,提出了解決停機困難的方法;該方案實施后,機組在正常時間內(nèi)完成停機,可確保機組的安全運行和正常生產(chǎn),取得了良好的經(jīng)濟效益。圖1幅,表1個。

        關鍵詞:水輪發(fā)電機組;制動系統(tǒng);技術改造

        1 工程概況

        白垢水電廠位于廣東省肇慶市封開縣境內(nèi),在西江一級支流——賀江的下游,是賀江廣東段梯級電站的第二級(上游第一級和下游第三級分別已建成與白垢水電廠同屬賀江電力發(fā)展有限公司的裝機容量2×15 MW的都平電廠和裝機容量2×20 MW的江口電廠)。

        多年運行實踐表明,白垢水電廠燈泡貫流式機組基于20世紀70年代我國的首批自行設計和制造的技術水平,自運行以來,出現(xiàn)了許多不容忽視的安全問題。電站裝機容量與賀江水力資源梯級開發(fā)不匹配,豐水期棄水,有增容的潛力。

        通過技改增容,可保證白垢水電廠發(fā)電量,同時降低機組的年利用小時數(shù),可解決機組年利用小時過高和長期超負荷運行的問題。根據(jù)公司的決定和相關部門的批準,2臺機組從2005年9月開始進行了增容改造,在水輪機及其主結構不變的情況下將2臺發(fā)電機從10.0 MW各增容3.5 MW,使每臺機達到13.5 MW。改造工程于2006年1月和4月先后完成并順利投產(chǎn)發(fā)電。

        2 改造后機組存在的問題

        2.1改造后機組運行狀況

        機組增容改造完成2年多來,雖經(jīng)多次調(diào)整,但2臺機組制動時間加長、停機困難一直仍未徹底解決,留下極大安全隱患。

        (1)制動時間加長,停機困難。機組在正常運行停機過程中,控制環(huán)和導葉全關,制動器和鎖定投入的情況下機組有時仍慢速轉(zhuǎn)動;為保護機組安全,只能放下進水閘門,以使機組停止轉(zhuǎn)動。

        (2)對相關設備的檢查、調(diào)整。當發(fā)生制動時間加長,停機困難后,電廠對制動系統(tǒng)和導水機構及控制系統(tǒng)的相關設備進行了檢查、調(diào)整。其中,調(diào)速器油壓正常(1.8~2.3 MPa)、控制環(huán)能全關、制動空氣壓力正常(0.6~0.8 MPa)、制動投入轉(zhuǎn)速正常(30%Nn)、導葉間隙經(jīng)調(diào)整后基本正常。

        (3)調(diào)整處理后運行情況。重新調(diào)整導葉間隙并對制動面板更新處理后,短時間內(nèi)效果明顯,可以順利停機,但時間稍長相同的問題又出現(xiàn)。

        2.2原因分析

        (1)機組導水葉漏水大。由于此次增容機組導葉沒改動,加上導葉已運行時間較長,導葉周邊磨損較大,不能較好封住來水。

        (2)新舊機組制動相關數(shù)據(jù)有所改動(見表1)。

        表1 新舊機組制動相關數(shù)據(jù)

        由以上數(shù)據(jù)表明,新發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高了,轉(zhuǎn)子質(zhì)量增加了,轉(zhuǎn)動的慣性隨著也增大了,但制動面板的面積卻減少了。由此可以看出,造成2臺機組制動難的問題除導葉漏水外,主要原因還是制動器及其面板太小造成的。

        2.3制動系統(tǒng)改造的必要性

        水輪發(fā)電機組制動時間過長、甚至停機不下將給機組和其他設備帶來極大的安全隱患。特別是在機組事故停機和廠用電消失時,機組制動系統(tǒng)不能使機組快速停機,而液壓減載裝置又不能啟動,此時機組大軸將不能“浮起”,徑向軸承必將在機組慢速轉(zhuǎn)動下產(chǎn)生磨損,甚至造成“燒瓦”的惡性事故。

        經(jīng)常性的停機困難和采用放下進水口閘門來停機,這不但增加了運行人員的工作量,對進水閘門和相關設備也會造成傷害。

        所以,為了機組的安全運行,迫切需要對停機困難問題進行及時和有效的解決,即對發(fā)電機制動系統(tǒng)進行改造。

        3 制動系統(tǒng)改造方案

        在確定解決機組停機困難問題的方案時,首要目標是機組能在不同運行狀況下和設計允許時間內(nèi)順利完成停機(停轉(zhuǎn)),同時也兼顧現(xiàn)有調(diào)速系統(tǒng)和導水機構現(xiàn)狀,盡量減少投資、縮短改造時間、降低改造難度。經(jīng)向設備設計和制造廠家天津市天發(fā)重型設備制造有限公司技術咨詢,同時結合電廠的實際情況,本次制動系統(tǒng)改造擬選2個方案進行分析比較。

        3.1方案一:增加制動器數(shù)量

        (1)改造方案。該方案是在每臺發(fā)電機已有4個φ160制動器的基礎上再增加2個,以增加制動壓力和增大制動磨擦面積的方式來達到機組的制動要求。新增的2個制動器按原制動器布置的方式布置在發(fā)電機定子機架“工”字梁上(見圖1),并接入進、出氣管和行程開關等。

        圖1 新增制動器示意

        (2)改造周期。改造制動系統(tǒng)和調(diào)整導葉間隙,1號機約10 d,2號機約8 d。

        3.2方案二:增大制動系統(tǒng)空氣壓力

        (1)改造方案。該方案是保持每臺發(fā)電機采用4個制動器,但新制動器額定氣壓及供氣壓力均應增大到2.0 MPa,以增大制動壓力的方式來達到機組的制動要求。拆除原4個φ160、0.8 MPa制動器,更換為2.0 MPa的制動器,將原供氣管路改造為2.0 MPa,并將壓縮空氣源改用高壓氣機供氣。

        (2)改造周期。改造制動系統(tǒng)和調(diào)整導葉間隙,2臺機約各12 d,共24 d。

        3.3方案比較和結論

        方案一2臺機僅需增設4個相同的制動器和改造相應管路,其他設備不用改變,改造相對容易、時間短、投資少,能滿足改造要求。方案二每臺機更換為4個高壓制動器,改變供氣系統(tǒng)氣源和相應管路,改造相對困難、時間長、投資相對較大,能滿足改造要求。

        綜上所述,最后確定為選用方案一進行實施。

        4 結語

        機組不能正常停機到停止轉(zhuǎn)動,是困擾運行值班人員的一大難題,同時也存在很大的安全隱患。經(jīng)過周密的安排,制動系統(tǒng)改造工程順利實施,比預定時間提前完成,同時對導水葉間隙進行了重新調(diào)整。經(jīng)過改造后的運行表明,2臺機組的制動時間大大減小,解決了停機制動困難的現(xiàn)象,改造的效果非常明顯,確保了機組的安全運行和正常生產(chǎn),取得了良好的經(jīng)濟效益。

        責任編輯吳昊

        作者簡介:林波弟(1982-),男,工程師,主要從事貫流式水輪發(fā)電機組檢修管理、高壓試驗、電氣自動化等工作。E_ mail: linbd88@163.com

        收稿日期:2015-11-13

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