１概況

　　東江水電站位于湘水支流耒水中上游，控制流域面積４７１９ｋｍ２，以發電為主，兼有防洪、航運和工業用水等綜合效益。安裝４臺機組，于１９８７年１１月首臺機組發電，在系統中主要擔負調峰和事故備用任務。由于機組投產以來，振動非常大，不僅不能調頻，而且嚴重威脅發電和水工建筑物安全，因此，我廠計劃五年內完成４臺水輪發電機組減振增容改造，３號機組屬首臺改造項目。２００２年７月１日，３號機減振改造主體工程正式開工，通過半年的努力，３號機于２００３年１月８日上午１０時通過７２ｈ試運行，標志著其主體工程全面竣工。

２原電站存在的主要問題

　　東江水電站原機組是容量為１２５ＭＷ的混流式水輪發電機組，轉輪型號ＨＬ１６０－ＬＪ－４１０。原機組投產以來，相繼發生水輪機振動、轉輪葉片大量裂紋且頻繁出現、上冠下環空蝕嚴重、尾水管里襯撕裂、十字補氣架脫落、尾水進人門開裂、導水機構連臂松動、水導軸承松動、導瓦間隙增大、大壩裂紋等重大問題。

　?。玻彼啺l電機組振動的主要原因

　?。保┧啓C設計選型不當。大東江機組運行水頭范圍為８１ｍ～１３９ｍ，水頭變幅過大。額定水頭為１１８．５ｍ，而原機型最優工況的設計水頭１０４ｍ，在１２０ｍ以上水頭運行，水輪機存在較大不宜運行工況區。２）機組轉速選擇偏低。東江機組的額定轉速因歷史原因選用１６６．７ｒ／ｍｉｎ，在高水頭段遠離最優工況，致使轉輪進口水流沖角較大，水流對葉片頭部形成撞擊，并產生復雜的高頻或中頻水壓脈動。３）制造質量差。轉輪進出口節距誤差大，最大為１４．２％（標準為３％）；葉片焊接時安放角度位置有偏差，而異種鋼焊接工藝質量又得不到保證，加劇了機組的振動和破壞。

　　２．２定子鐵芯松動原因

　?。保┲圃熨|量先天不足。鐵芯沖片材質選擇不當，本身不平度大，而且漆膜熱收縮量大；齒壓條剛度不夠，不能克服齒部散張問題。２）鐵芯壓裝置不合理。如何保持鐵芯的壓緊力，并補償鐵芯長時間運行后產生熱膨脹變形沒有采取有效措施。３）安裝工藝質量存在問題。小齒壓板和壓指高差超標，造成鐵芯波浪度在運行中增大。４）水輪機的強烈振動是加劇定子鐵芯松動的外因。

　　２．３大壩異常振動的原因

　　引起大壩異常振動的振源來自水輪機?，F場測試發現水輪機在振動區運行存在一振動頻率接近大壩自振頻率，形成共振的條件。初步測試得出大壩引水背管不是引起大壩異常振動的振源。

３減振增容改造過程

　　根據試驗結果和對國內改造機組考察分析，認為對東江機組采取葉片修型、改造泄水錐和強迫補氣等方法都不能根本消除機組振動。解決東江機組嚴重缺陷和減輕大壩異常振動的有效途徑是重新進行水輪機水轉輪的水流設計，重新設計并徹底翻新定子，將減振改造放在首位，兼顧增容。

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　?。保梗梗纺辏乖轮粒保梗梗鼓辏吃拢A中理工大學、湖南省電力試驗研究所、武漢水利電力大學和東江水電廠對機組及大壩振動進行了較全面的試驗研究，共進行了１６臺次的真機振動試驗、大壩振動試驗、機組振動與大壩振動關系試驗等，分析了機組振動和大壩振動的原因；１９９９年４月２８日由湖南省電力公司在東江水力發電廠主持召開“東江水輪發電機組減振改造研討會”；１９９９年１１月１９日，由湖南省電力公司在長沙主持召開了“東江水輪發電機組減振改造安全技術論證會”，與會專家就東江水輪發電機組減振改造安全技術論證進行了深入討論；東方電機股份有限公司通過投標于２００１年２月７日與湖南東江水力發電廠簽訂了機組減振改造合同。

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　　東江水力發電廠與國內外專家在反復研究論證的基礎上，一致認為：在對機組實施減振改造過程時，要在滿足東江現有流道條件下，所選用的新轉輪一定要達到減振的目的，同時要將提高機組效率、提高電站調峰容量、減少導葉漏水、實現調相運行有機結合，并且要避開大壩固有頻率以避免產生大壩共振；在實施減振改造中，仍應注意采取諸如補氣消渦等措施，以達到綜合治理振動問題的目的。同時在定子改造中，電機設計應充分考慮機組適應調峰和調相運行的工況，特別應采取措施降低端部漏磁。

　　在多個方案中推薦選擇機組不變轉速的方案。水輪機不能套用現有轉輪型號，應設計適合東江運行情況的轉輪。發電機只改造定子，不改造轉子。東方電機股份有限公司水輪機技術部門根據合同的技術協議要求，結合電站的具體實際參數，將減振改造放在首位，兼顧增容，用目前世界上最先進的ＣＦＤ技術進行水力優化設計，通過模型試驗最終確定ＨＬＤ３１２－ＬＪ－４２３．１型立軸混流式水輪機。３．３改造內容

１）水輪機改造內容：轉輪裝配（含泄水錐、聯接螺栓、螺母、銷釘等）；主軸密封（包括檢修密封）及相應的管路和表計；頂蓋（含固定止漏環、真空破壞閥）；底環及基礎環；導水機構傳動部件（拐臂、連桿、連桿銷）；導葉上、中、下軸套及套筒；導葉；補氣裝置；與改造有關的座環底部；與改造有關的尾水管里襯；２）發電機改造內容：發電機轉子保留，定子全新拼裝，包括發電機的定子機座、定子鐵芯、定子線棒等，新定子直徑近１０ｍ、重量近２５０ｔ。

４效益分析

　?。矗睖p振效益

　　由東江水電廠、東方電機廠、湖南省電力試驗研究所三個單位組成的驗收組，對３號機穩定性和機組效率及出力進行了實驗驗收。將機組工況分別穩定在：空載、１０ＭＷ、２０ＭＷ、……、１３０ＭＷ、滿負荷，每個工況點穩定５ｍｉｎ～１０ｍｉｎ，待機組負荷穩定后，用測試儀錄下機組各測點的振動、脈動以及噪聲情況。

　　在試驗過程中，安排專人監視機組的負荷、水位變化情況，詳細記錄與試驗有關的背景參數，如：機組各導軸承的調整間隙值、主軸軸線偏差值、各穩定工況下的導葉開度、實際負荷、上下游水位、環境溫度、環境濕度等。

　　通過鑒定，在水輪機室靠機坑里襯腳踏板上方１ｍ處、距尾水管和蝸殼進入門１ｍ處、距補氣裝置１ｍ處的噪音均小于８５ｄＢ；在正常運行工況下發電機上機架的水平方向雙幅振動量小于０．１２ｍｍ，在對稱負載下，定子鐵芯１００Ｈｚ的雙幅振動值小于０．０１ｍｍ，機組穩定性指標完全滿足合同要求。這不僅使機組能更好的調頻調相，改善電網電能質量，而且提高

土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要分為： 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅寬、厚度規格齊全。2.具有優良的耐環境應力開裂性能及優良的耐化學腐蝕性能。3.優良的耐化學腐蝕性能。4.具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命。5.使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。

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　　通過實驗鑒定，機組容量由１２５ＭＷ增加到１４５ＭＷ，提高了機組調峰能力，機組效率也比改造前有很大提高。以機組在水頭１３０ｍ、出力１２５ＭＷ運行為例，機組效率由０．８７３增加到０．９３，過機流量由１１４ｍ３／ｓ減少到１０６ｍ３／ｓ，發電耗水率由３．３ｍ３／ｋＷ·ｈ減少到３．０５ｍ３／ｋＷ·ｈ。如果４臺機都改造以后，僅此一項多年平均電量增發０．９億ｋＷ·ｈ；特別是在防汛緊張期，滿負荷發電流量由原來的４５６ｍ３／ｓ增加到５００．８ｍ３／ｓ，減少棄水，提高水量利用率，極大提高我廠的經濟效益和防洪效益。

５結束語

　　東江機組減振增容改造工程是一項具有開創性和富有挑戰性的系統工程，這樣大規模的機組改造是我省水電機組改造史上的第一次。沒有實戰經驗，全靠自己來摸索，在工作中遇到了許多意想不到的困難與難關。我廠技術人員和檢修人員在挫折面前不氣餒，困難面前不低頭，發揚了勇猛頑強、連續作戰、敢打敢拼的優良作風。精心組織施工，嚴格質量管理，嚴肅安全紀律。經過不懈的努力，按照預期目標完成了３號機改造任務，這標志著東江電廠機組檢修安裝水平達到一個新的高度。

　　東江水電站３號機減振增容改造，從立項到竣工歷時５年，不僅提高了機組安全水平和經濟效益，還為今后其它機組改造積累了豐富經驗。