簡介:根據我國水力資源近、遠期的開發情況,大量的低水頭水力資源開發是步中高水力資源開發之后又一個新的開發熱點。我們一直來看好低水頭水力資源開發前景,早在三十五年前我們開始關注適應低水頭的貫流式水輪機的開發,并投入了大量的人力物力進行研制。在自行研制的同時,也不惜重金引進國內外最先進的貫流模型。
關鍵字:貫流式水輪機創新和發展相關站中站:水輪機
根據我國水力資源近、遠期的開發情況,大量的低水頭水力資源開發是步中高水力資源開發之后又一個新的開發熱點。我們一直來看好低水頭水力資源開發前景,早在三十五年前我們開始關注適應低水頭的貫流式水輪機的開發,并投入了大量的人力物力進行研制。在自行研制的同時,也不惜重金引進國內外最先進的貫流模型。我們緊跟低水頭水力資源開發的步伐,—個接—個地率先占領市場。到目前止,我廠共生產了各種貫流式水輪機近600多套,遍及全國各地。我廠不僅最早投入貫流機組的開發和制造,而且由于及時引進新模型,以致在性能上也處于行業的前列。在結構上,我們針對中小型機組的特點,從簡單、可靠、耐用、美觀、方便、經濟等方面出發設計了許多極具特色的東西,好大一部分不同于傳統,不同于常規。故我們的產品在用戶中的滿意度、可信度比較高。我們的貫流機組于一九九七年被機GD006-WZ-200。接著陸續開發了:GD-WZ-120~GD-WZ-290。我們將繼續進行J810系列。
根據我廠貫流產品的發展過程,主要分二個階段:第一階段是60年代中期至80年代中期,在這個階段我國還沒有較好的貫流模型,是我廠自行設計開發階段。第二階段是80年代中期至現在,是引進開發階段。
在第一階段里,我們分別選用了ZD661,ZD760(ZDJl)、ZD560,ZDJ3,GD003等轉輪配以自行設計的軸伸貫流流道,通過本廠試驗臺研制了三種機型。
這三種機型投產后深受用戶歡迎。在這個階段里共生產約300多套。70年代初,我們還開發了GD002-WP-100燈泡貫流機,其中的增速器、
在第二階段里,我們引進了GZ006,GZ008,SKll4,J810等模型。首期開發了天津于橋電站的GD006-WZ-180、廣東蕉嶺艾壩電站的GD006-WZ-200。接著陸續開發了:GD-WZ-120-GD-WZ-290。我們將繼續進行J810系列開發。為了適應特低水頭、大流量水力資源開發的要求,還開發了當時國內最大的填補國內空白的豎井貫流機,其型號為GDSKll4-WS-290,1999年在金華河盤橋電站并網發電。為使水力參數變化范圍較大的電站能有較好的性能指標,我們又開發了手動調漿機構,用于安徽黃山妹灘電站的GZS006-WZ-200,用于廣東鐵新電站的GZS006。WZ-120。我們還將繼續開發電動動態調漿機構。
對于調頻要求不高的電站,我們還開發了結構簡單、選價低廉、安裝使用方便的手、電兩用調速器,其型號為DST-6000,DST-10000,DST-15000,DST-18000。這些產品的開發,均處國內領先,深受用戶好評。
根據我廠的實踐經驗證明:在中小型水力資源的開發中,軸伸貫流、豎井貫流比燈泡貫流更經濟、更實惠。在安裝、維修、保養、使用上更方便。在性能方面也接近于燈泡貫流機。所以,我們認為軸伸貫流、豎井貫流比燈泡貫流更適應于特低水頭中小電站的開發。
從性能方面看:我們最新引進的軸伸貫流模型J810的性能指標接近燈泡,在單位流量Q11=2.850m3/s時,模型效率,ηm=87%,是目前國內軸伸貫流模型中佼佼者。2001年夏秋之交在與朝鮮勝湖電站的投標中,我們以GDJ810-WZ-260取代CD-WZ-275機型,朝方愉快地接受了我們的方案,該機組在2003年11月23日并網發電成功。適應于特低水頭(1~5m),大流量水力資源開發的豎井貫流機,不但結構簡單、造價便宜、維護保養、安裝、使用方便,且基礎結構的穩定性好。在性能指標上也與燈泡貫流相當,在單位流量Q11=3.140m3/s時真機效率ηH=88%,經金華河盤橋電站使用證明,完全達到并超過了設計要求。
對于豎井貫流機的設計關健是進水流道,過去一直被認為二面進水流道形式在水力性能方面不理想,在傳統設計中這種流道已被否認,近幾年我們在同有些單位的技術洽談時,這種流道難以被采納。但是我們認為人家說不行的是不是真的不行?特別對那些出于商業競爭目的而否定二面進水結構,引起了我們的三思。為此經過了反復的探討后,在合理布置的基礎上,采用“匯流三聯管”計算原理并引進當量直徑,求出最佳匯流角而獲得良好的水力性能,得到了用戶、專家們的好評。
金華水輪機廠的中小型貫流式水輪機不但在品種上、性能上、制造質量上在國內領先,而且在結構上具有與眾不同的特點:
一、軸承:
本廠生產的貫流產品前導軸承和推力徑向軸承全部采用自吸內循環軸承,它僅依靠裝在主軸上的簡單的吸油裝置自動吸油,而不需要任何外加輔助設施,省去了傳統的重力油箱、集油箱、油路控制系統,它不僅降低造價、布置清晰、安裝維護方便,更主要的是安全可靠,避免了由于輔助設施及控制元件的事故隱患。
二、調速系統:
在過去的傳統設計中,往往調速功在30000N·m以上,均采用雙耳環,雙推拉桿(或雙導葉接力器),導葉開度控制系統、油壓裝置等,這種裝置不但在布置上很零亂、且給安裝、調試帶來麻煩。我們在空間導水機構傳動的運動和力學分析的基礎上,進行了結構改進后,調速功在75000N·m以下的調速系統中全部采用單耳環、單推拉桿,整裝調速器。這種系統結構緊湊、布置清晰,安裝調試方便。廣東蕉岑艾壩電站的30000N·m和金華河盤橋電站的50000N·m的使用中得到驗證。
三、導水機構配水環結構的改進:
內、外配水環不分段的結構給導葉裝拆帶來了困難,所以一般往往采取內配水環或外配水環按導葉軸線進行分段,這種結構雖然解決了裝配、安裝的困難,但是不但提高了制造成本,而且在分段處密封性能也差。我廠采用丁內死水環加分塊錐形板的辦法。經過GDJ810-WZ-260機組的驗證,不但裝拆方便,制造成本低,而且不存在密封性能問題。
四、主軸密封裝置:
傳統的主軸密封,如碳精密封、機械式橡膠密封等,結構較復雜,制造成本高,安裝機修難度大,近幾年也有采用橡膠柱塞密封,這種密封雖然密封性能較好,但制造成本也很高,且安裝、維修也很困難,而我們采用的雙向橡膠平板動密封和空氣圍帶停機密封,這種密封結構簡單,安裝、調整方便,制造成本低,甚至電站可以自已制作調換。這種密封在本廠的貫流產品中普遍使用,經電站幾十年的使用證明,不但密封效果好,且壽命長。
五、增速器的使用及其噪音措施:
對于低水頭電站要不要采用增速器,直接影響到電機的造價,如1000kW40極的
我們認為:電機有噪音,增速器有噪音,疊加后噪音將更大,這是不可否認的事實,問題在如何將噪音降到最低限度:金華水輪機廠在多年實踐的基礎上,采取了下列措施:
1.
2.以尼龍柱銷聯軸器取代兩齒形聯軸器,減少了兩個噪音源。
3.對于增速器的噪音要求控制在85dBA以下。
4.采取了消音裝置,經河盤橋電站實測結果:該站噪音由原來的96dBA下降到84.6dBA。這一措施得到了環保部門和電站的認可。
六、貫流式水輪機主軸、轉輪的裝拆,尤其是主軸特別長的軸伸貫流機的裝拆,是—個不可忽視的重要問題,市場出現軸伸貫流機絕大部分其主軸從肘管出軸處拉出,這樣不但增加廠房的寬度,勢必要移動增速器、推力軸承、
在今后相當長的時間內低水頭水力資源的開發將不僅僅考慮經濟效益,更應注重社會效益。特別是在我國經濟迅速發展的形勢下,提高城市品位同開發低水頭水力資源緊密地結合起來,目前已有不少城市為了調節城市氣候、美化城市環境,將建立水上公園納人城市規劃,它將作為城市形象工程一大組成部分。由此,對選用的低水頭貫流機組的外觀、噪音、性能、可靠性,諸方面提出了更高的要求。我們應該進一步提高產品水平,以滿足顧客的期望,以滿足時代對我們的要求。