发布时间：2021-11-24所属分类：学术成果常识浏览：1次
摘要：本文对龙岩市将军庙水电站概况进行了简单阐述，结合水电站建设需求，从水轮发电机组及附属设备、水利机械辅助系统角度出发，对水利机械设计展开分析，针对水电站建设中存在的机径向轴承瓦温改造问题和发电机定子温度过高问题提出解决措施，以期可以为水电站建设提供参考。
关键词：水利机械;水轮机;技术改造
1 电站概况
将军庙水电站是龙岩市水利投资发展有限公司所属的一座国有水电站。电站位于龙岩市新罗区小池镇何家陂水库下游 200m 处，九龙江北溪雁石溪支流龙门溪上游，属混合式开发电站。电站总装机容量 800+400kW，设计年发电量 480 万 kW·h。项目物质利润可观，另外，还能够创造丰厚的社会效益。电站运用的开发模式是混合型，枢纽项目主要包括升压站、引水系统、生产车间、大坝。水库坝址多年平均流量 1.57m3 /s, 坝址以上流域面积 43.6km2 ，主河道长 9.5km，河道平均坡降 38.5‰。多年平均径流量 4945 万 m2 ，大坝为抛物线双曲砌石拱坝，坝顶高程 551.50m, 正常蓄水位 546.00m，相应库容 1725 万 m3 ，死水位 515.00m，死库容 110 万 m3 ，汛限水位 546.00m。防洪高水位 549.65m, 防洪库容 341 万 m3 。100 年一遇设计洪水位 549.65m，1000 年一遇校核洪水位 550.24m，总库容为 2162 万 m3 , 为 III 等工程 , 属中型水库。本水库以防洪、供水、发电、灌溉和改善水环境为主的水利工程。电站最大水头 61m，额定水头 47.2m，最小水头 27.55m。设计安装 2 台混流式水轮发电机组。
2 水利机械设计
2.1 水轮发电机组及附属设备
水电站设计 1# 机选用的规格是 HLA743-WJ-55 的水轮机， 额 定 出 力 Pr=846KW， 额 定 流 量 Qr=2.0m3 /s， 额 定 转速 nr=1000r/min，最大出力 Pmax=940kW，飞逸转动速度为每分钟 2100r，水轮机装设高度达到 386.60m，吸出高度 -2.675m。
水轮发电机型号为 SFWJ800-6/1180，额定容量为 Nr=800kW，额定电压 Ur=0.4kV，额定电流 Ir=1443.4A，额定功率因数 cosφ=0.8(滞后)，额定效率 η=95.5%，频率 50Hz。发电机为卧式结构，通风冷却方式为管道通风。
水轮机蜗壳进口配置 D941X-1.0 DN800 型蝶阀，公称压力 1.6MPa。水轮机配置 YWT-600-G 型蓄能类高油压调速器一台，运行油压控制在 14 ～ 16MPa 的水平。
水电站设计 2# 机 选择的型号为 HL855-WJ-48 的水轮机，额定出力 Pr=425kW，额定流量 Qr=0.995m3 /s，额定转速 nr=1000r/min，最大出力 Pmax=470kW，飞逸转速 n=2080r/min，吸出高度 -2.92m，水轮机安装高程为 386.60m。
水轮发电机型号为 SFWJ400-61850，额定容量为 Nr=400kW，额定电压 Ur=0.4kV， 额 定 电 流 Ir=722A， 额 定功率因数 cosφ=0.8(滞后)，额定效率 η=95.5%，频率 50Hz。发电机为卧式结构，通风冷却方式为自然冷却。
水轮机蜗壳进口配置 D941X-1.0DN800 型蝶阀，公称压力 1.6MPa。水轮机配置 YWT-600-G 型蓄能类高油压调速器一台，运行油压控制在 14 ～ 16MPa 的水平。
2.2 水利机械辅助系统
(1)冷却供水系统。该系统主要为主轴密封、水轮机径向导轴承油冷却器、发电机推力及径向轴承供给冷却水。依据生产企业提供的数据，每台机组每小时的耗水量是 15m3 。因为电站工作期间水头处于较高水平，冷却水系统运用单元自流减压的模式供给冷却水。流入水蝶阀之前压力钢管设置 2 个取水口，在其周边设立稳定的拦污栅，且配置压缩型的空气吹扫管。压力水通过智能化的滤水器过滤后，将水供给给所有的用水设备。智能化的滤水器拥有自行清理的性能。基于机组冷却用水的不可忽视的作用，全自动滤水器共计有 2 套，互相作为备用。具体而言，全自动滤水器规格是 ZLSH-80，公称直径 DN80，每小时的过流量达到 54m3 ，公称压力 PN1.6MPa。
(2)排水系统。①渗漏排水系统。电站渗漏系统运用侧面排水的模式，生产车间构筑物渗漏水与蜗壳中积累的水依托排水廊道集中到集水井处。集水井上面设置两台单级单吸型的离心泵，具体指数是：N=1.5kW，Q=25m3 /h， H=12.5m。集水井中配置了水位传感器，以对水泵的启动与停止进行管控。②异常应急排水。在管路毁坏或者排水泵出现异常等状况下，为确保第一时间将水排到外面，额外配备一台移动型的潜水泵用来应急排水，设计扬程是 16m，排水的数量是每小时 40m3 ，水泵放置在生产车间进水阀层集水井上面。运用的时候，依托软管和活接头和排水总管相连。
(3)透平油系统。该系统主要运用在速度调节系统与机组轴承用油的储存、供给、排出与处置。因为电站装机容量有限，生产车间布设空间有限，该系统尽可能简单配备，仅准备两桶 170kg 的透平油。
(4)气系统。因为电站高油压调速器的压力主要依托蓄能器供给，不用对中压气系统进行设定，为此只设定了低压气系统，用来给机组供给气，并对供气系统进行修理等。空压机室布设了两台
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WF2/8 型低压空压机，气体供给数量是每分钟 2.0m3 ，压力为 0.8MPa，互相作为备用。
将军庙水电站本身规模较小，水利机械设施和普通型的混流机组大体一样，让系统设置得以优化。调速器运用配备有蓄能罐的模式，进而让气系统得以优化，该站仅需设立一套低压气系统。依据小规模水电站的特征，一方面，让性能得以满足;另一方面，让项目设计得到改善。
①将军庙水电站 1# 机径向轴承瓦温改造。
存在的问题：1# 机径向轴承自安装到试机及其后的运行过程中，其瓦温一直不稳定且温度较高，最高达 63.5℃，基本维持在 61 ～ 63℃运行。
处理情况：经过多次的轴承与轴的接触面研磨、配合，均无法较大降低其温度;对转轮的泄压孔进行堵塞(分析认为，水推力由于泄压孔的存在，往尾水方向的水推力出现脉动，小推力吃力过大，造成小推力瓦温影响径向瓦温)，有一定影响，无很大效果，温度仍然较高，仍维持在 58 ～ 62℃。
原因分析：a. 根据最初设计，轴的尺寸由原来的 160 改为 180;b. 轴与轴瓦之间的润滑油流通不够通畅;c. 油箱内润滑油的上下层没有形成对流，下面的油冷器未取得良好效果。
处理方法：经与厂家沟通，其原设计也采用水冷瓦制造，类似机型也存在温度偏高问题，决定对其改造，由油冷改为直接水冷，取得良好效果，温度维持在 40 ～ 45℃。
②将军庙水电站 1# 发电机定子温度过高处理：存在的问题：1# 发电机自试机后发现在环境温度较底的情况下，其定子温度有 2 个点超过 100℃，其余各点也均在 80℃以上。
处理情况：经在出风口(发电机机坑内)装设 2台抽风扇，经运行无明显效果。
原因分析：a. 发电机在制造方面存在缺陷;b. 发电机通风结构不合里，排风风道无固定方向。
处理方法：原计划想从发电机出风口引出抽风管道至机坑外，在管道内装设抽风扇，考虑其方法，制造复杂，运行费用高，维护不方便，未采用此方法;决定对发电机观察孔的封板钻许多小孔，加强内外气流畅通，效果明显，定子温度稳定在 80℃以下。
3 结语
水电站是我国当前主要建设的基础设施，可以缓解生态环境压力以及能源供应压力，转变能源短缺给经济发展带来的限制，促进经济的可持续发展。在水电站建设时，应当对水利机械设计进行优化，重点关注机径向轴承瓦温改造和发电机定子温度过高问题，分析问题出现的原因，选择合适的方式进行处理。在今后水电站建设中，应当加强质量管理，保证水电站可以充分发挥其在经济发展中的作用。——论文作者：马书田
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