王水珍

摘 要：江西安福社上、巖頭陂水電站增效擴(kuò)容改造的主要任務(wù)是對(duì)電站機(jī)電設(shè)備及附屬設(shè)施進(jìn)行更新改造，采用現(xiàn)今先進(jìn)技術(shù)并以最經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到技改目標(biāo)。通過(guò)提高水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率，充分利用水庫(kù)水能資源，進(jìn)而增加發(fā)電量，最終獲得較好發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)電站的改造對(duì)消除安全運(yùn)行隱患，減輕機(jī)組運(yùn)行人員的工作壓力也大有裨益。

關(guān)鍵詞：電站改造；增效擴(kuò)容；改造過(guò)程

江西安福社上、巖頭陂水電站皆為立式混流式機(jī)組，分別于1974年及1994年建成投產(chǎn)發(fā)電，運(yùn)行時(shí)間已有40年及20年。由于電站建設(shè)投產(chǎn)較早，水輪發(fā)電機(jī)組老化嚴(yán)重，調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)及進(jìn)水閥門(mén)設(shè)備陳舊，存在嚴(yán)重的安全事故隱患，在很大程度上影響了電站的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，增加了運(yùn)行、維護(hù)人員的工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度。

同時(shí)電站自動(dòng)化元件、電器設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備等受早期制造工藝和技術(shù)水平限制，造成電站綜合自動(dòng)化水平較低，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今水電站“無(wú)人值班”、“少人職守”運(yùn)行管理方式的要求。

一、電站主機(jī)部分增容改造過(guò)程

1）發(fā)電機(jī)機(jī)座號(hào)不變時(shí)由于容量增加則會(huì)導(dǎo)致定子鐵芯長(zhǎng)度有所增加，轉(zhuǎn)子磁軛的高度也會(huì)相應(yīng)的增加。而作為改造機(jī)組，電站廠房高度及發(fā)電機(jī)地面高程無(wú)法變更，所以必須核對(duì)舊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的起吊高度，盡量保證新設(shè)計(jì)制造的轉(zhuǎn)子高度不大于舊轉(zhuǎn)子。在核對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的同時(shí)也不能忘記核對(duì)水輪機(jī)主軸與轉(zhuǎn)輪裝配后的高度是否滿足起吊要求。由于發(fā)電機(jī)機(jī)坑不變，定子高度增大后，是否會(huì)造成機(jī)坑高度不足而使得定子突出地面，使得發(fā)電機(jī)地板無(wú)法安裝的問(wèn)題，這個(gè)需要發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)充分注意。

2）由于電機(jī)機(jī)坑至水輪機(jī)蝸殼中心距離無(wú)法測(cè)量得很精確，同時(shí)發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)加工總會(huì)有誤差，因此要求發(fā)電機(jī)定子及下機(jī)架的楔子板都需要重新調(diào)整，相應(yīng)的土建也需要變動(dòng)，這個(gè)是改造機(jī)組必須處理的措施，無(wú)法避免。

3）對(duì)于水輪機(jī)蝸殼及座環(huán)測(cè)量必須準(zhǔn)確，因?yàn)樯婕暗剿啓C(jī)頂蓋、底環(huán)及導(dǎo)葉配合問(wèn)題。由于機(jī)組容量增加了，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的過(guò)流量也相應(yīng)的增加，這就要求活動(dòng)導(dǎo)葉的開(kāi)度也要增大，因此測(cè)量蝸殼固定導(dǎo)葉內(nèi)切圓直徑就十分重要。如果活動(dòng)導(dǎo)葉在沒(méi)有達(dá)到最大開(kāi)度時(shí)就碰到蝸殼固定導(dǎo)葉而無(wú)法開(kāi)大，則會(huì)造成機(jī)組流量受阻而無(wú)法達(dá)到增容的目的，甚至造成改造失敗。如真的出現(xiàn)此干涉情況，則活動(dòng)導(dǎo)葉數(shù)量必須增加，只有這樣才能使得單個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉尺寸減少，從而避免碰到固定導(dǎo)葉。好在兩電站沒(méi)有出現(xiàn)此類現(xiàn)在，活動(dòng)導(dǎo)葉數(shù)量和原來(lái)設(shè)計(jì)的一致，都采用16個(gè)。

二、電站輔機(jī)部分增容改造過(guò)程

（一）進(jìn)水閥門(mén)

社上水電站進(jìn)水閥門(mén)采用蝴蝶閥型式，直徑均為DN1750，型號(hào)均為1750HD741H-10Vk。由于受到廠房空間限制，無(wú)法設(shè)置重錘，進(jìn)水閥門(mén)啟閉均采用純液動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，油壓可達(dá)16MPa，開(kāi)關(guān)閥力距大，同時(shí)減小了接力器的體積。閥門(mén)的開(kāi)啟及關(guān)閉時(shí)間均為60～120s（可調(diào)）。旁通閥直徑初定為DN250，當(dāng)由于原電站進(jìn)水鋼管伸出上游墻很短，故旁通管只能布置在閥門(mén)的閥體上，而閥體長(zhǎng)度有限，無(wú)法布置DN250旁通管，根據(jù)電站實(shí)際情況采用了DN150旁通管，電站實(shí)際運(yùn)行后表現(xiàn)良好。

（二）調(diào)速器

型號(hào)分別為YWT-4000-16（社上水電站）、YWT-3000-16（巖頭陂水電站），均采用微機(jī)控制方式。調(diào)速器由微機(jī)控制器（微機(jī)調(diào)節(jié)器），電液隨動(dòng)系統(tǒng)和油壓裝置三大部份構(gòu)成，結(jié)構(gòu)型式為組合式，外置式接力器。微機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)組的頻率、功率的測(cè)量和控制；電液隨動(dòng)系統(tǒng)是本調(diào)速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接受微機(jī)控制器的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)的控制機(jī)構(gòu)；油壓裝置為液壓隨動(dòng)系統(tǒng)提供能源，油壓裝置帶有機(jī)械式自動(dòng)補(bǔ)氣裝置，該裝置可在機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)給壓力油罐補(bǔ)氣，不需要設(shè)置中壓壓縮空氣系統(tǒng)。

調(diào)速器集電氣箱和機(jī)械柜一體。可編程控制器、觸摸屏、不間斷電源和綜合信號(hào)放大器等電氣部件置于與機(jī)械柜相隔離的電氣箱中，調(diào)整維護(hù)和檢修測(cè)量都十分方便。電液隨動(dòng)系統(tǒng)安裝在氣箱下部的機(jī)械柜中，它包括步進(jìn)電機(jī)操作缸、濾油器、杠桿系統(tǒng)及主配壓閥組件、事故停機(jī)電磁閥等部件，柜內(nèi)布置清爽、有序。

（三）勵(lì)磁裝置

型號(hào)均為PWL-2B，采用雙通道方式。兩路通道互為備用方式，可以正常并聯(lián)運(yùn)行，也可以故障時(shí)自動(dòng)切換，每路通道均可獨(dú)立工作。能診斷到包括過(guò)程通信模塊在內(nèi)的每一個(gè)插件的故障；當(dāng)硬件故障時(shí)，軟件可及時(shí)發(fā)現(xiàn)；當(dāng)電源消失和恢復(fù)供電，以及調(diào)節(jié)器停止后又走動(dòng)，能自動(dòng)按實(shí)時(shí)狀態(tài)恢復(fù)工作。勵(lì)磁系統(tǒng)能保證發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流和電壓為額定出力下勵(lì)磁電流和電壓的1.1倍時(shí)，長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行，同時(shí)能滿足發(fā)電機(jī)最大容量和發(fā)電機(jī)各種工況運(yùn)行要求，具有強(qiáng)行勵(lì)磁和逆變滅磁的能力。

本勵(lì)磁系統(tǒng)滿足單機(jī)運(yùn)行和多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的要求。本勵(lì)磁系統(tǒng)能在發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍內(nèi)維持機(jī)端電壓變化不超過(guò)0.5%。勵(lì)磁系統(tǒng)滿足發(fā)電機(jī)線路初始充電的要求，且具有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能。勵(lì)磁系統(tǒng)配備與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接口的硬軟件設(shè)備，除常規(guī)的開(kāi)關(guān)量接口方式外，還有RS-232或RS-485串行通訊接口。

三、結(jié)語(yǔ)

社上、巖頭陂水電站增效擴(kuò)容改造在2014年開(kāi)始至2015年年底完，消除了電站運(yùn)行安全方面的隱患，提高了發(fā)電量及發(fā)電效率，完滿地達(dá)到了預(yù)定要求。兩個(gè)電站的總的裝機(jī)量由原來(lái)的10000kW增加到12800kW，特別是水輪機(jī)總體性能有了大幅度提高。通過(guò)合理調(diào)度電站的運(yùn)行方式，可減少電站設(shè)備檢修的時(shí)間及周期，間接達(dá)到了提高發(fā)電量的目的。當(dāng)然在電站改造過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了由于經(jīng)驗(yàn)不足，出現(xiàn)了一些問(wèn)題，好在這些問(wèn)題對(duì)改造進(jìn)度沒(méi)有造成太大影響，希望通過(guò)此次電站改造，鍛煉及提高電站各個(gè)部門(mén)的工作能力，為電站以后的檢修或處理相關(guān)問(wèn)題打好良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王志平，黃維舟，朱秋芳.電站增容改造的可行性研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013（04）.