东电三峡右岸机组

效率、空化和压力脉动,是水轮机性能的三项主要指标。

实际运行发现,三峡左岸转轮在某些运行区域存在特殊压力脉动带,它出现时,人的直观感觉是嗡嗡声大,站在那儿麻脚。

为此,三峡总公司组织专家调研全国大型水电机组,发现大多数引进国外技术的转轮都出现了稳定性裂纹问题。对三峡左岸机组能否可靠运行、是否要推迟右岸建设,担心与争议很多。

且看东电人是采取措施,消除震动、规避“特殊压力脉动带”一一

●独到的叶片型线设计

为彻底消除三峡右岸水轮机特殊压力脉动带,东电人深入研讨特殊压力脉动带的形成机理,经反复摸索、反复实验证明:设计水头的高低与混流式水轮机是否存在特殊压力脉动带关系不大,是否存在特殊压力脉动带主要取决于转轮叶片的型线设计。为求最优效率点,东电三峡右岸转轮水力设计最终选取的设计水头为102m 左右。

此外,东电在三峡右岸水轮机中采用了新型“轮缘翼前置”型叶片,这种叶片虽与左岸水轮机的“X”形叶片相近,几何形状上有较大不同,最大差别在于叶片的出口形状。它对于消除特殊压力脉动带关系极大。

为达上述目的,东电还优化了水轮机转轮主要几何尺寸。

1.选择认定最佳导叶相对高度比值,b0/Dth=0.3b0/Dth ; 2.确定右岸水轮机转轮D2/D1 选择为:D2/D1=0.9532;

3.选定右岸水轮机转轮叶片数办13;

……

创新:东方电机厂独领风骚①|大国机电梦(8a)

三峡机组安装

自1999年4月三峡电站左岸厂房VGS 水轮机模型验收试验结束始,东电历时4 年多,共设计开发11 个模型转轮。在保持水轮机能量、空化性能与左岸厂房水轮机相当情况下,完全消除了困扰国内外水轮机行业的模型试验特殊压力脉动问题,推动了行业加快研制右岸转轮的步伐。

2003年底,三峡业主决定采用投标商带转轮模型以“同台竞技”方式竞标,东电以优异的成绩赢得了右岸4 台水电机组独立设计制造合同。

●改进右岸发电机电磁设计

右岸前两台发电机,采用的是与左岸VGS 相同的电磁方案。

右岸18#发电机投运时振动噪声较大,直观感觉非常明显,具体表现为 100Hz振动和噪音十分强烈,铁芯高频振动带动盖板、端罩等部件的共振释放出较大的电磁噪音,盖板上麻脚,听到明显的“嗡嗡”电磁噪声。

三峡右岸机组安装

东电计算分析和试验验证,找出其根源是VGS 机组采用了每相每极槽数8q =21 的分数槽,在气隙磁场中出现5/4 次分数次谐波,与基波相互作用而“作怪”。它与基波相互作用而在铁芯中产生的力波节点数较小时,引起的噪声乖振动就大。

找到原因,便优化定子绕组谐波的技术方案,将定子绕组的“10+7”大小相带布置改为“12+5”的大小相带布置方案,同时严格安装控制等措施(如发电机安装时加强定子迭片、转子磁轭迭片、定转子圆度、轴系及磁轭紧度、上机架支撑等),使右岸发电机振动、摆度及噪声达到优良标准,全面优于左岸机组: 采用这项技术后,三峡右岸第 15 号机成为三峡工程 26 台机组中运行最为稳定的机组,被三峡总公司称为标杆机组。

三峡机组安装

此后,依据东电自主开发的发电机电磁振动技术对左岸VGS 6台发电机进行全面改造,彻底消除了100Hz电磁振动,保证了机组安全运行。

此“三峡经验”,为大型发电机电磁振动噪声提供了系统分析解决和预防方案,也为大型水电机组达到更好稳定性提供了新的安装标准依据。