丰满发电厂三号水轮发电机组改造

2023年12月23日发(作者：冀朝铸)

丰满发电厂三号水轮发电机组改造

摘要水电厂的一些老旧机组增容潜力很大，但以往机组增容改造采用单一改造水轮机、发电机或某一主要部件的方法，由于改造后互不配套增容效果较差。丰满电厂在总结本厂多台发电机改造经验的基础上，突破了旧的改造模式，对三号机组进行了现代化改造，取得了显著效果，为老水电机组改造探索出一条新路。本文着重介绍丰满三号机组现代化改造情况及效果。

关键词水电机组；现代化改造

1概述

丰满三号水轮发电机组的水轮机部分是苏联列宁格勒金属工厂产品，发电机部分是西德AEG与哈尔滨电机厂混合产品，该机组于1960年5月投产。这是丰满电厂一期最后投运的一台机组，至今已运行50多年。在总结了以往水轮发电机改造经验的基础上，根据三号水轮发电机组的具体情况，对三号机组实行全面现代化增容改造，这是我厂机组改造中规模最大、内容最多、增容效果明显的一台机组。并将为老水电机组的现代化改造闯出一条新的道路。

2改造的必要性

丰满三号水轮发电机原设计为西德AEG公司产品，由于二次世界大战，部分部件未到货，解放后，丰满电厂改建工程开工建设。

三号水轮机自1960年投产发电以来，经过半个世纪的长期运行，曾多次出现了不同程度的转轮叶片裂纹、汽蚀、尾水管脉动压力大等严重影响机组安全稳定运行问题，且主阀操作机构磨损严重，用于自动控制的电磁液压阀线圈老化严重，无备品。由于设计上的原因，主阀不具备动水关闭的功能，而主阀前面只设有检修闸门，无快速闸门，没有事故配压阀，当调速器主配压阀卡住时，水轮机导叶无法关闭，势必导致机组飞逸，严重威胁机组的安全运行。

为了彻底解决三号水轮发电机组存在的诸多重大隐患，确保机组安全稳定运行，必须对三号机组改造。

3改造的可行性论证及改造方案确定

3.1水轮发电机组增容改造

为了做好三号机组改造可行性论证工作，2002年初委托中国水利水电科学研究院、哈尔滨大电机研究所分别对三号水轮机、发电机增容改造进行可行性论证。委托大连理工大学用有限元法对发电机机墩的强度进行核算、委托中水东北勘测设计院对丰满一期工程水轮机进水阀更新改造进行可行性技术论证等通过论证，目前国内外水轮机生产厂家均有能力制造适合丰满电站运行水头范围、性

能优良的水轮机转轮。三号水轮机改造前后的主要参数见表1。

东北电力科学研究院对发电机进行通风温升试验、试验结果表明通风温升试验指标均满足设计要求。，通过对发电机机墩的受力进行科学的有限元分析，当三号机组额定出力增至81mW/85.5 mW时，三号发电机的机墩能够安全运行。

鉴于1988年三号发电机增容改造后东北电力试验研究院进行的参数、温升及效率试验结果表明，改造后定子及转子温升尚有一定余量。在1991年汛期大发电期间，3号发电机实际最大出力高达85mW，实践证明3号发电机实际容量要高于88年增容改造的目标值72.5mW。为了合理准确地确定新转轮的参数，在保证3号发电机长期安全运行的前提下，结合水轮机转轮更换，有必要对3号发电机安全发电容量进行核算。经过对电磁参数、温升、强度、通风及空冷器散热容量等项核算表明：3号发电机的视在功率为90MVA，81mW，功率因数0.9，当功率因数为0.95时，有功功率为85.5mW，此时水轮机出力可达87.5mW。三号发电机改造前后的主要参数见表2。

通过上述论证分析，丰满三号机组改造是以发电机再增容电磁、温升核算结果，即发电机额定功率81mW/85.5mW（CosФN=0.9/0.95）为依据，配套选取新转轮的相关参数（见表2），使改造后的三号机组成为性能好、容量大、效率高具有当代技术水平的新机组。

3.2水轮机进水阀更新改造

为了做好丰满发电厂水轮机进水阀的更新改造工作，专门委托中水东北勘测设计研究有限责任公司对丰满发电厂一期工程安装的8台水轮机进水阀更新改造进行可行性技术论证。更新改造后的进水阀能够消除原蝶阀不能实现动水关闭的重大隐患。

3.3 三号水轮机尾水管加固方案研究

为了彻底解决丰满发电厂老机组水轮机尾水管钢衬经常大面积脱落问题，2002年丰满发电厂委托哈尔滨电机厂设计部进行“丰满老机组尾水管钢衬脱落可行性研究”，研究结果表明：要彻底解决丰满发电厂1-8号水轮机尾水管经常脱落问题，必须结合水轮机转轮更换，对水轮机尾水管钢衬进行更换。

4改造内容

4.1水轮机部分

4.1.1水轮机转轮更换

将原HL631-LJ-435型转轮更换成哈尔滨电机厂有限责任公司生产的HLA835b-LJ-440型高强度、耐空蚀全不锈钢转轮。

4.1.2尾水管钢衬更换

因三号机组经常处于低负荷工况运行(旋转备用),再加上机组运行年久及水流的冲刷，导致尾水管里衬钢板多次脱落。结合三号水轮机转轮更新改造,对尾水管钢衬进行更换.

4.1.3水导橡胶轴承更新改造