灯泡贯流式机组新技术研发及应用

实施方案

新沟水电站始建于2000年，属渠道引水式电站，总装机容量2 x 400KW，设计年发电量280万Kw.h，水轮机型号为 GDTF07-WPZ-80，转轮直径为800mm，设计水头11.4m，额定功率400KW。单机最大出水量为4.17 m3/s，最大总出水量为8.34m3/s。该电站经过10多年的运行，存在的问题越来越多。通过近几年放水情况看，正常渠道引水都在10m3/s，所以多年来不仅电机达不到满负荷运行的要求，而且弃水比较严重,水能资源得不到充分利用，还严重影响了电站的经济效益, 为了从根本上解决问题，提高电站的经济效益，走技术改造、技术创新之路是首选之路，技术改造势在必行。因此决定对2台机组冷却系统设备进行改造。

一、立项依据

1、电站在多年的运行中，存在较多的问题，该机组为灯泡贯流式机组，发电机推力轴承冷却方式为自然通风冷却方式，因机组过风间隙小，不能直接对轴承冷却，冷却效果不明显，通过温度传感器测得温度，温度高达100℃-123℃，使机组不能正常运行，只能用降负荷方式运行，负荷降至65%才能勉强维持运行。

2、发电机轴承在高温度的运行中，造成诸多的后果，导致润滑油老化、粘度变小、油脂外溢，使轴承润滑不好造成烧坏轴承等后果。

3、因发电机是灯泡贯流式机组，内部结构复杂，又是水下运行，维护、保养比较困难;拆卸、安装工艺复杂且工期长;由于该型号在国内的生产技术不够成熟，设计上存在较多问题，特别是机组轴承温度过高，降温方式不合理;使机组不能正常运行，严重影响机组的安全运行，因此，电站组织工程技术人员对机组运行状况进行技术总结和技术探讨，反复研究实验，进行改造，最终使机组推力轴承温度过高的问题在技术改造中得到了解决。

二、项目技术来源

该技术改造项目由民乐县水务局和高崖头水电站根据电站多年来的发电记录、水库水文资料、设备型号数据进行综合分析后制定实施方案。该方案计划对2台机组进行发电机轴承室外缘绕制Ø14铜管，里面通上压力水，对机组轴承进行冷却，起到降温，增加机组出力，提高电站经济效益的目的，促进我站水力发电事业的稳定发展。

三、设备技术方案或路线

1、机组内增加冷却降温装置，本机组推力轴承室采用两盘向心推力滚动轴承，轴承室上游紧靠励磁机转子，下游紧靠发电机转子，在机组运行时，机体内本身温度就高，因冷却系统设计不合理，不能给轴承降温起到很好的作用，致使轴承温度过高，不能正常运行，为了有效地降低轴承温度，电站技术人员经过多次论证和探讨;采用水冷却方式，在发电机推力轴承室上安装水冷却装置，在安装上技术人员多次实验，第一次在轴承室外壳侧加装水冷却盒，因电站属于季节性发电，到冬季只能停机，在停机后冷却盒内积水无法排除，有冻坏冷却盒的弊端，，第二次经工程技术人员认真查阅资料，讨论实验，在轴承室外壳用Ø14的紫铜管盘在轴承室外缘，因铜管盘在外缘接触面积小，导热效率低;又在铜管与轴承室的外缘空间加注导热硅脂，使冷却效果更加明显，铜管内通入压力水，经过压力水的不断循环，轴承温度明显下降，有原来的100℃-120℃下降到50-60℃之间，使机组能够安全稳定正常运行。

2、在冷却降温装置进水管上设计加装了一组滤水器和控制阀，在运行中起到控制冷却水的大小和冷却水杂物的过滤;使冷却水保持正常安全无堵塞的运转，运行实践证明，完全满足要求，使用状态良好。

3、采用圆紫铜管盘在轴承室外壳上，起到降温冷却，为了在停机或冬季便于清除管内积水，将压力空气接在进水管一端，使管内积水全部吹出，防止了冻坏隐患的发生，有效提高机组的安全稳定运行。

4、经过技术改造后机组运行正常，比原来设计更合理达到了预期效果。有过去的1-2个月维修一次，变成现在每年只检修一次，大大降低了劳动强度和维修费用，温度明显下降，确保机组安全、稳定满负荷运行。机组在同样的压力和渠道流量一样的情况下，温度、出力有明显的变化。

改造前后机组温度及出力对比表

参考电站几年运行记录进行分析，改型后，单台机组可多发电量46万度，两台合计发电量达91万度，电费按0.21元/度计算， 净收入19万元。