機(jī)電設(shè)備是抽水蓄能電站的重要組成部分,設(shè)備選型好壞直接關(guān)系到電站安全穩(wěn)定運(yùn)行,和常規(guī)水電站相比抽水蓄能的水電站建設(shè)難度較大,抽水蓄能電站的整體技術(shù)要求較高,尤其是工況轉(zhuǎn)換較為復(fù)雜,在機(jī)電設(shè)備的采購和管理過程中,需要重點(diǎn)主機(jī)設(shè)備及輔助設(shè)備的性能影響。Q抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)備選型按無人值班(少人值守)和資產(chǎn)全壽命周期管理原則推行,強(qiáng)化機(jī)電設(shè)備全過程管控理念,充分借鑒已投運(yùn)蓄能電站機(jī)電設(shè)備運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),提升電站機(jī)電設(shè)備水平。
(來源:抽蓄技術(shù)交流)
1.主機(jī)設(shè)備
廠房內(nèi)安裝四臺(tái)立軸單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī),總裝機(jī)容量1280MW(4×320MW)。電站水輪發(fā)電機(jī)通過公開招投標(biāo)選用東芝水電(杭州)設(shè)備有限公司公司產(chǎn)品,地面開關(guān)站GIS選用廈門ABB公司產(chǎn)品,主變壓器選用衡陽變壓器廠產(chǎn)品,其他輔助設(shè)備也均采用國內(nèi)外技術(shù)成熟、性能優(yōu)良產(chǎn)品。設(shè)計(jì)年抽水耗電量30.28億度,年發(fā)電量23.32億度,以一回500kV線路接入廣東電網(wǎng)。
(1)水泵水輪機(jī)
水泵水輪機(jī)型式為立軸、單級(jí)、混流、可逆式、可調(diào)導(dǎo)水機(jī)構(gòu),水泵水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速為426.8r/min,帶有金屬蝸殼和彎肘型尾水管,與發(fā)電電動(dòng)機(jī)通過法蘭直接連接。旋轉(zhuǎn)方向?yàn)椋核啓C(jī)工況俯視順時(shí)針旋轉(zhuǎn),水泵工況俯視逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。水泵水輪機(jī)主要由:埋入部件、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、主軸、水導(dǎo)軸承、主軸密封、導(dǎo)葉接力器、、環(huán)行軌道及吊車、機(jī)坑踏板、油氣水管路系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)及控制管路系統(tǒng)等部件組成。
埋入部件包含有尾水管、泄流環(huán)、底環(huán)、座環(huán)、蝸殼、機(jī)坑里襯、接力器基礎(chǔ)等部件,該部件在前期水工建筑施工時(shí)完成了預(yù)埋。
導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉、控制環(huán)、導(dǎo)葉拐臂、連板、偏心銷、剪斷銷、摩擦裝置、限位裝置等零部件組成。其中底環(huán)為整體到貨,已在座環(huán)蝸殼安裝時(shí)完成了安裝;頂蓋分4瓣到貨,在現(xiàn)場(chǎng)組裝后進(jìn)行安裝,上止漏環(huán)安裝在頂蓋上;活動(dòng)導(dǎo)葉共16個(gè),導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)裝后再進(jìn)行正式安裝。
轉(zhuǎn)輪為高鎳鉻不銹鋼鑄焊整體結(jié)構(gòu),葉片數(shù)為10個(gè),5長5短結(jié)構(gòu);主軸為一段結(jié)構(gòu),直接與發(fā)電機(jī)下端軸進(jìn)行聯(lián)接;
導(dǎo)葉接力器:在水輪機(jī)坑+Y方位,平行布置兩個(gè)油壓操作、雙向動(dòng)作、油缸式接力器。
水泵水輪機(jī)所有可拆卸部件包括:轉(zhuǎn)輪、主軸、水導(dǎo)軸承、軸承支座、頂蓋、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉接力器、導(dǎo)水葉操作機(jī)構(gòu)、主軸密封裝置等。這些部件全部采用上拆方式,即通過發(fā)電電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)孔利用廠內(nèi)起重機(jī)設(shè)備從機(jī)坑吊入和吊出。
主要技術(shù)參數(shù):
型式:立軸、單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī)
轉(zhuǎn)輪直徑:4290mm
水輪機(jī)工況額定輸出功率:326.5MW
水泵工況大輸入功率:≤331MW(已考慮允許偏差)
額定轉(zhuǎn)速:428.6r/min
穩(wěn)態(tài)飛逸轉(zhuǎn)速:≤690r/min
水輪機(jī)工況額定流量:77.65m3/s(額定水頭517.4m)
水泵工況大揚(yáng)程509.08m,相應(yīng)流量不小于51.76m3/s
旋轉(zhuǎn)方向:水輪機(jī)工況俯視順時(shí)針,水泵工況為逆時(shí)針
安裝高程:EL.42m(吸出高度Hs=-66m)
蝸殼型式:金屬蝸殼
尾水管型式:立式彎肘型
水泵水輪機(jī)總重:686.3t
(2)發(fā)電電動(dòng)機(jī)
發(fā)電機(jī)定子由機(jī)座、鐵心和線圈等部件組成,在安裝間完成組裝后通過廠房橋機(jī)吊入發(fā)電機(jī)機(jī)坑安裝。定子機(jī)座為分瓣(2瓣)焊接結(jié)構(gòu),正16邊形,外徑Φ8300mm,高4515mm;定子的通風(fēng)道數(shù)為78,風(fēng)道高度為5mm,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定轉(zhuǎn)子間小氣隙為37.5mm;定子鐵心有336槽,整圓由24張沖片組成,共79段疊片,鐵心疊壓系數(shù)為0.9685。
轉(zhuǎn)子由支架、磁軛、磁極、線圈、制動(dòng)環(huán)等組裝而成。轉(zhuǎn)子安裝完成后整體高5375mm,外徑∅5225mm,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定轉(zhuǎn)子間小氣隙為37.5mm。磁軛整體高3570mm,外徑4363mm,磁軛分9段堆疊而成,各段又由若干環(huán)形磁軛鋼板堆疊而成,環(huán)形磁軛鋼板之間通過拉緊螺桿把合為一體,各段間通過通風(fēng)葉片上的止口定位。每臺(tái)轉(zhuǎn)子掛裝14個(gè)磁極。
(3)進(jìn)水球閥
進(jìn)水球閥采用不銹鋼活塞式密封環(huán),操作介質(zhì)為取其上游連接管的壓力水,閥體上的活動(dòng)密封環(huán)滑動(dòng)面采用鋁青銅堆焊,單接力器球閥,公稱直徑2376mm,設(shè)計(jì)壓力為780mH2O。閥體采用高強(qiáng)度鑄鋼,活門采用用鑄鋼、鋼板焊接結(jié)構(gòu)。進(jìn)水球閥上游側(cè)設(shè)一道檢修密封,下游側(cè)設(shè)一道工作密封。不設(shè)旁通管路和旁通閥,蝸殼平壓通過開啟“T”形工作密封,利用活動(dòng)密封和固定密封間隙進(jìn)行充水平壓。水壓操作,液壓系統(tǒng)配置有得電關(guān)閉和失電關(guān)閉緊急電磁閥等。
2.金屬結(jié)構(gòu)
電站上下水庫均無溢洪道,采用潛水起旋墩豎井旋流消能泄洪洞泄洪。上水庫設(shè)DN0.1m生態(tài)放水管,下水庫設(shè)放水底孔,直徑2米,放水底孔進(jìn)口設(shè)攔污柵及事故檢修閘門,出口設(shè)有PN0.8m,DN1.6m錐形閥。
輸水發(fā)電系統(tǒng)采用一洞四機(jī),輸水隧洞直徑為Φ9.2m。上、下庫進(jìn)/出口設(shè)4孔攔污柵,在進(jìn)/出口呈直線布置。攔污柵采用活動(dòng)?xùn),由于水庫污物較少,且處于反復(fù)雙向水流中,不配備清污設(shè)備。攔污柵采用臨時(shí)起吊,不設(shè)永久起吊設(shè)備。在輸水隧洞進(jìn)口段設(shè)事故(檢修)閘門井,采用平面滑動(dòng)鋼閘門,利用高揚(yáng)程卷揚(yáng)機(jī)操作,閘門在檢修平臺(tái)上門槽左右側(cè)設(shè)有電動(dòng)鎖定裝置。進(jìn)出水口金屬結(jié)構(gòu)制造廠家為葛洲壩機(jī)電建設(shè)有限公司,啟閉機(jī)制造廠家為無錫市華錦水電裝備有限公司。