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澄厂水轮机增容改造后的反思 黄 祖 敏 广西百色市澄厂 533021 摘要：对澄厂的增容改造做一个回顾和总结，回答了增容改造后遇到的几个问题，说明增容改造不一定是顺利或成功的，增容改造的工作要做得更细致一点才能能使增容改造发挥实际的效益。 关键词：增容改造、模型综合特性曲线、汽蚀、水库调度 前言： 澄厂从1997年10月到1999年5月期间进行增容及技术改造工作，完成了厂内4台水轮发电机组的增容改造工作，用JF2513转轮代替HL702转轮，其它零件不改变，水轮机额定容量从6500MW增加到7500MW，额定流量从15.5 m3/S增加17.5 m3/S。水轮机装机的高程126m，正常尾水位是126.3m，水电厂为坝后引水式电厂，两条引水管，引水管总长361m，单管连双机，水轮机入口直径为2m。水电厂有多年运行各种数据存档，澄厂水库正常高水位185m，库容9.400×108m3，死水位165m，库容3.400×108m3，水库现有完善的水情自动测报系统和多年水库运行数据存档。增容改造工作完成后，经过了几年的运行和检修，增容的实际效果已得到初步地验证，下面就水轮机增容改造后的几个问题，对增容改造做一个回顾和总结： 原改造设计方案与实际实施改造型号不一致的原因 澄厂原采用的是HL702型水轮机，即HL220型水轮机。在增容技术改造可行性分析论证报告中建议采用的型号是JF2512转轮，而实际实施的是JF2513转轮，在这两种水轮机的模型综合特性曲线上取得如下最优工作状况和在效率91%时的不同比转速与流量的数据，如表1： 表1 型号 最优单位流量 最优单位转速 最高效率 限制工况 限制效率 单位飞逸转速 Ｑ10＇（m3/S） ｎ10＇(r/min) ηman(%) Q1*（m3/S） ηman(%) ｎ1R(r/min) JF2512 1.06 74.2 92 1.25 ≥88 1.34 JF2513—35 1.14 72 92.1 ≥1.35 ≥88 1.34 在模型效率91%时的不同比转速(r/min)与流量（m3/S）的关系 比转速型号 67.5 70 75 77.5 80 效率91%最高比转速与流量 JF2512 0.98 1.05 0.971 1.12 0.85 1.14 1.03 1.13 无 79/1.10 JF2513—35 1.07 1.15 1.08 1.22 1.13 1.26 1.17 1.28 1.23 1.28 81/1.27 从水轮机模型综合特性曲线上可以看出它们之间的差别， JF2512水轮机在低流量下、低水位下有更高的效率。JF2512转轮型号之所以改变为JF2513转轮的主要原因是采用JF2513转轮后不用改变转轮下环的高度和尾水管的出口钢板护面不用改变，固定导叶也不用修整了，大大缩短了改造时间及改造的难度。但这样的改造方案还是可以更进一步探讨的。 增容的理由是充分的，但不是必要的 水轮机的增容理由有以下几点： 因为HL702水轮机出力和效率不高，要用含有高新技术的高效水轮机更换。 用高效水轮机更换旧水轮机是科技发展的趋势，是增容改造中最有效和最直接的方法。 澄厂的改造是采用了JF2513转轮，转轮叶片采用了不锈钢材料，不锈钢叶片的材料是ZG0Cr13Ni5Mo，最适合的补焊焊条是G232或CHK232等，因为这种焊条的价格比较昂贵，维修材料费很高，而且母材和焊条都要预先加热才行，焊接程序烦琐，焊接时还容易产生裂纹和夹渣现象，所以澄厂在补焊水轮机时改用了普通的A102不锈钢焊条，价格低，对焊接条件要求也不高，不易产生裂纹和夹渣现象。JF2513转轮的汽蚀部位有三个地方，而且是面积大、深度较深，汽蚀的补焊费工费时，材料费更比HL702转轮增加了几倍；还因为补焊造成了下环上部与导叶连接处呈波浪状变形，以后这种变形会随着焊接的次数增多而加大，这种变形增加还会造成机组运行的不稳定、机组振动增大和效率下降，汽蚀严重是JF2513转轮的明显弱点。 原2#、3#机组的转轮叶片经过切割，效率低，出力降低。 原来2#、3#机组的转轮叶片确实被切割过，效率低，出力降低。增容后，四台JF2513转轮形状是一样的，经过在整个水位变动范围的运行，得出了不同水位下的出力值。由于改造后2#、3#机组的水轮机在不同水头下也显示出比1#、4#机出力小。现在看来这个理由不充分。改造前后数据如下表3： HL702转轮和JF2513转轮出力比较 表3 　状态 水位(m) 改前(kW) 水位(m) 改后(kW) 1号机 2号机 3号机 4号机 1号机 2号机 3号机 4号机 单管单机 182.8 7.6 7.2 7.2 7.5 182.34 8.5