盘溪五级水电站的技术改造
2008-01-16 15:59:13 来源:
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电力18讯: 【文 摘】 盘溪五级水电站已运行27年,机组设备与发电水头不配套,长期出力不足。制定电站技术改造原则,改造进水口,选用新型转轮,更新发电机,改进控制屏和变压器。电站技改后每年可增加发电效益40万元。
【主题词】 水电站运行 水工建筑物 电气设备 改建工程 改良措施 效益
盘溪五级水电站位于浙江省缙云县好溪支流盘溪流域上,属梯级开发电站,且上游有库容1190万m3的年调节中型水库(大洋水库)。该水电站枢纽工程包括插花墩水库,正常库容105万m3,输水隧洞全长100m,发电厂房及升压站。盘溪五级水电站原安装HL123-WJ-50型水轮机和TSWN85/39-8发电机两台,装机容量640kW。电站于1972年4月建成投产。1984年进行增容扩建,在未改造进水口的进水条件情况下,增加安装HL240-WJ-50水轮机、SFW400-8发电机1台,增加装机400kW。
1 技术改造的必要性
1.1 更新机电设备
盘溪五级水电站原来安装的水轮机和发电机及升压设备均为60年代产品,运行时间已达27年,机组设备老化,并已超过了报废的期限。1984年增容的水轮机及发电机,机组设备与发电水头不配套,长期出力不足。
1.2 改造进水口的进水条件,减少水头损失
盘溪五级水电站输水隧洞洞径为1.8m,而进水口仅为两个直径为0.9m的圆洞。
1984年增加1台400kW机组后,发电流量达5.1m3/s,进水口流速达到4.0m/s,而进水口未进行改造,致使长期以来进水口水头损失大,造成机组出力不足。
2 技术改造设计原则
为节省投资,缩短工期,制定了电站技术改造的设计原则。
(1)两台机组单机容量为320kW的更新增容至400kW。
(2)水轮机的蜗壳、轴承座和尾水管等埋设部件不拆除,仍保留使用。
(3)改造隧洞进水口的进水条件。
(4)发电机的定子机座的基础螺栓保留使用。
(5)更新水轮机转轮、调速器、轴承座冷却系统、导水机构、发电机、励磁方式、控制屏及变压器。
3 进水口改造工程
进水口改造采用在原进水口附近开挖40°斜洞,与原输水隧洞连接。考虑到水库淤积问题,新开挖斜洞进水口高程比原进水口高程高4m。输水斜洞洞长20.7m,开挖洞径2.40m,衬砌洞径1.8m,进水口安装1800启闭闸门,原进水口的插板式启闭闸门保留备用。
4 机电设备选型
4.1 水机选型
根据电站技术改造设计原则,经过综合分析比较,最后选用了HL240C新型转轮。
由于HL240C转轮的下环出口角为13.2°,与原HL240(HL123)完全一致,故使用该转轮基本不会影响机组原有尺寸。
选取设计水头27m(蜗壳压力),计算原水轮机在导叶全开时的出力为376kW,流量为1.59m3/s。现HL240C转轮在设计点出力比原HL240转轮提高69kW,增幅达18%。
水轮机改造采取措施如下:
(1)更换HL240C新型号转轮,采用叶片不锈钢转轮,以提高抗汽蚀性能。
(2)由于HL240C转轮结构的特点,转轮叶片出水边部分伸入尾水弯管,故尾水弯管根据设计要求拉回制造厂,在进口处适当加工。
(3)更换导水机构和轴承座冷却系统。
(4)调速器更换成TCD-300手电动操作器。
4.2 发电机及励磁方式改造
因使用年限较长,原发电机线圈绝缘老化严重,不可继续改造使用。故对原发电机进行更新增容,即原两台单机容量为320kW的发电机更新为两台400kW机组,其型号为SFW400-8/850。
原发电机励磁方式为相复励,其不足之处为稳定性差,并网困难,无功发不足。现发电机励磁方式为自并激静止可控硅励磁(FKL-200),它具有调节范围宽,电压和无功调整方便,反应速度快等特点。
4.3 控制屏和变压器改造
考虑到副厂房面积较小,机组容量也不大,故控制屏采用三合一综合控制屏(BKSF-72+FKL-200),集控制、保护和励磁于一屏,既节省了投资,又节省了场地。
主变压器原选用SJL-400-10±5%/0.4kV,现选用S9-500-10.5±5%/0.4kV,既降低了损耗,又增加了无功输送能力。
5 技术改造后的效益
盘溪五级水电站技术改造概算投资120万元,技改项目于1999年10月开工,2000年1月底竣工并网发电。新机组可在额定负荷下稳定运行,水机、发电机的温升和机组各部的振动和摆度均符合规范和设计要求。盘溪五级电站技术改造后,提高了机组运行效率和运行可靠性,消除了无功赔损,提高了电站经济效益。预计电站年平均发电量可增至350万kW・h,综合电价可由0.26元/kW・h提 至0.34元/kW・h,每年可增加效益40万元。
【主题词】 水电站运行 水工建筑物 电气设备 改建工程 改良措施 效益
盘溪五级水电站位于浙江省缙云县好溪支流盘溪流域上,属梯级开发电站,且上游有库容1190万m3的年调节中型水库(大洋水库)。该水电站枢纽工程包括插花墩水库,正常库容105万m3,输水隧洞全长100m,发电厂房及升压站。盘溪五级水电站原安装HL123-WJ-50型水轮机和TSWN85/39-8发电机两台,装机容量640kW。电站于1972年4月建成投产。1984年进行增容扩建,在未改造进水口的进水条件情况下,增加安装HL240-WJ-50水轮机、SFW400-8发电机1台,增加装机400kW。
1 技术改造的必要性
1.1 更新机电设备
盘溪五级水电站原来安装的水轮机和发电机及升压设备均为60年代产品,运行时间已达27年,机组设备老化,并已超过了报废的期限。1984年增容的水轮机及发电机,机组设备与发电水头不配套,长期出力不足。
1.2 改造进水口的进水条件,减少水头损失
盘溪五级水电站输水隧洞洞径为1.8m,而进水口仅为两个直径为0.9m的圆洞。
1984年增加1台400kW机组后,发电流量达5.1m3/s,进水口流速达到4.0m/s,而进水口未进行改造,致使长期以来进水口水头损失大,造成机组出力不足。
2 技术改造设计原则
为节省投资,缩短工期,制定了电站技术改造的设计原则。
(1)两台机组单机容量为320kW的更新增容至400kW。
(2)水轮机的蜗壳、轴承座和尾水管等埋设部件不拆除,仍保留使用。
(3)改造隧洞进水口的进水条件。
(4)发电机的定子机座的基础螺栓保留使用。
(5)更新水轮机转轮、调速器、轴承座冷却系统、导水机构、发电机、励磁方式、控制屏及变压器。
3 进水口改造工程
进水口改造采用在原进水口附近开挖40°斜洞,与原输水隧洞连接。考虑到水库淤积问题,新开挖斜洞进水口高程比原进水口高程高4m。输水斜洞洞长20.7m,开挖洞径2.40m,衬砌洞径1.8m,进水口安装1800启闭闸门,原进水口的插板式启闭闸门保留备用。
4 机电设备选型
4.1 水机选型
根据电站技术改造设计原则,经过综合分析比较,最后选用了HL240C新型转轮。
由于HL240C转轮的下环出口角为13.2°,与原HL240(HL123)完全一致,故使用该转轮基本不会影响机组原有尺寸。
选取设计水头27m(蜗壳压力),计算原水轮机在导叶全开时的出力为376kW,流量为1.59m3/s。现HL240C转轮在设计点出力比原HL240转轮提高69kW,增幅达18%。
水轮机改造采取措施如下:
(1)更换HL240C新型号转轮,采用叶片不锈钢转轮,以提高抗汽蚀性能。
(2)由于HL240C转轮结构的特点,转轮叶片出水边部分伸入尾水弯管,故尾水弯管根据设计要求拉回制造厂,在进口处适当加工。
(3)更换导水机构和轴承座冷却系统。
(4)调速器更换成TCD-300手电动操作器。
4.2 发电机及励磁方式改造
因使用年限较长,原发电机线圈绝缘老化严重,不可继续改造使用。故对原发电机进行更新增容,即原两台单机容量为320kW的发电机更新为两台400kW机组,其型号为SFW400-8/850。
原发电机励磁方式为相复励,其不足之处为稳定性差,并网困难,无功发不足。现发电机励磁方式为自并激静止可控硅励磁(FKL-200),它具有调节范围宽,电压和无功调整方便,反应速度快等特点。
4.3 控制屏和变压器改造
考虑到副厂房面积较小,机组容量也不大,故控制屏采用三合一综合控制屏(BKSF-72+FKL-200),集控制、保护和励磁于一屏,既节省了投资,又节省了场地。
主变压器原选用SJL-400-10±5%/0.4kV,现选用S9-500-10.5±5%/0.4kV,既降低了损耗,又增加了无功输送能力。
5 技术改造后的效益
盘溪五级水电站技术改造概算投资120万元,技改项目于1999年10月开工,2000年1月底竣工并网发电。新机组可在额定负荷下稳定运行,水机、发电机的温升和机组各部的振动和摆度均符合规范和设计要求。盘溪五级电站技术改造后,提高了机组运行效率和运行可靠性,消除了无功赔损,提高了电站经济效益。预计电站年平均发电量可增至350万kW・h,综合电价可由0.26元/kW・h提 至0.34元/kW・h,每年可增加效益40万元。
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