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摘要：本文對龍巖市將軍廟水電站概況進行了簡單闡述，結合水電站建設需求，從水輪發電機組及附屬設備、水利機械輔助系統角度出發，對水利機械設計展開分析，針對水電站建設中存在的機徑向軸承瓦溫改造問題和發電機定子溫度過高問題提出解決措施，以期可以為水電站建設提供參考。
關鍵詞：水利機械;水輪機;技術改造
1 電站概況
將軍廟水電站是龍巖市水利投資發展有限公司所屬的一座國有水電站。電站位于龍巖市新羅區小池鎮何家陂水庫下游 200m 處，九龍江北溪雁石溪支流龍門溪上游，屬混合式開發電站。電站總裝機容量 800+400kW，設計年發電量 480 萬 kW·h。項目物質利潤可觀，另外，還能夠創造豐厚的社會效益。電站運用的開發模式是混合型，樞紐項目主要包括升壓站、引水系統、生產車間、大壩。水庫壩址多年平均流量 1.57m3 /s, 壩址以上流域面積 43.6km2 ，主河道長 9.5km，河道平均坡降 38.5‰。多年平均徑流量 4945 萬 m2 ，大壩為拋物線雙曲砌石拱壩，壩頂高程 551.50m, 正常蓄水位 546.00m，相應庫容 1725 萬 m3 ，死水位 515.00m，死庫容 110 萬 m3 ，汛限水位 546.00m。防洪高水位 549.65m, 防洪庫容 341 萬 m3 。100 年一遇設計洪水位 549.65m，1000 年一遇校核洪水位 550.24m，總庫容為 2162 萬 m3 , 為 III 等工程 , 屬中型水庫。本水庫以防洪、供水、發電、灌溉和改善水環境為主的水利工程。電站最大水頭 61m，額定水頭 47.2m，最小水頭 27.55m。設計安裝 2 臺混流式水輪發電機組。
2 水利機械設計
2.1 水輪發電機組及附屬設備
水電站設計 1# 機選用的規格是 HLA743-WJ-55 的水輪機， 額 定 出 力 Pr=846KW， 額 定 流 量 Qr=2.0m3 /s， 額 定 轉速 nr=1000r/min，最大出力 Pmax=940kW，飛逸轉動速度為每分鐘 2100r，水輪機裝設高度達到 386.60m，吸出高度 -2.675m。
水輪發電機型號為 SFWJ800-6/1180，額定容量為 Nr=800kW，額定電壓 Ur=0.4kV，額定電流 Ir=1443.4A，額定功率因數 cosφ=0.8(滯后)，額定效率 η=95.5%，頻率 50Hz。發電機為臥式結構，通風冷卻方式為管道通風。
水輪機蝸殼進口配置 D941X-1.0 DN800 型蝶閥，公稱壓力 1.6MPa。水輪機配置 YWT-600-G 型蓄能類高油壓調速器一臺，運行油壓控制在 14 ～ 16MPa 的水平。
水電站設計 2# 機 選擇的型號為 HL855-WJ-48 的水輪機，額定出力 Pr=425kW，額定流量 Qr=0.995m3 /s，額定轉速 nr=1000r/min，最大出力 Pmax=470kW，飛逸轉速 n=2080r/min，吸出高度 -2.92m，水輪機安裝高程為 386.60m。
水輪發電機型號為 SFWJ400-61850，額定容量為 Nr=400kW，額定電壓 Ur=0.4kV， 額 定 電 流 Ir=722A， 額 定功率因數 cosφ=0.8(滯后)，額定效率 η=95.5%，頻率 50Hz。發電機為臥式結構，通風冷卻方式為自然冷卻。
水輪機蝸殼進口配置 D941X-1.0DN800 型蝶閥，公稱壓力 1.6MPa。水輪機配置 YWT-600-G 型蓄能類高油壓調速器一臺，運行油壓控制在 14 ～ 16MPa 的水平。
2.2 水利機械輔助系統
(1)冷卻供水系統。該系統主要為主軸密封、水輪機徑向導軸承油冷卻器、發電機推力及徑向軸承供給冷卻水。依據生產企業提供的數據，每臺機組每小時的耗水量是 15m3 。因為電站工作期間水頭處于較高水平，冷卻水系統運用單元自流減壓的模式供給冷卻水。流入水蝶閥之前壓力鋼管設置 2 個取水口，在其周邊設立穩定的攔污柵，且配置壓縮型的空氣吹掃管。壓力水通過智能化的濾水器過濾后，將水供給給所有的用水設備。智能化的濾水器擁有自行清理的性能。基于機組冷卻用水的不可忽視的作用，全自動濾水器共計有 2 套，互相作為備用。具體而言，全自動濾水器規格是 ZLSH-80，公稱直徑 DN80，每小時的過流量達到 54m3 ，公稱壓力 PN1.6MPa。
(2)排水系統。①滲漏排水系統。電站滲漏系統運用側面排水的模式，生產車間構筑物滲漏水與蝸殼中積累的水依托排水廊道集中到集水井處。集水井上面設置兩臺單級單吸型的離心泵，具體指數是：N=1.5kW，Q=25m3 /h， H=12.5m。集水井中配置了水位傳感器，以對水泵的啟動與停止進行管控。②異常應急排水。在管路毀壞或者排水泵出現異常等狀況下，為確保第一時間將水排到外面，額外配備一臺移動型的潛水泵用來應急排水，設計揚程是 16m，排水的數量是每小時 40m3 ，水泵放置在生產車間進水閥層集水井上面。運用的時候，依托軟管和活接頭和排水總管相連。
(3)透平油系統。該系統主要運用在速度調節系統與機組軸承用油的儲存、供給、排出與處置。因為電站裝機容量有限，生產車間布設空間有限，該系統盡可能簡單配備，僅準備兩桶 170kg 的透平油。
(4)氣系統。因為電站高油壓調速器的壓力主要依托蓄能器供給，不用對中壓氣系統進行設定，為此只設定了低壓氣系統，用來給機組供給氣，并對供氣系統進行修理等。空壓機室布設了兩臺
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WF2/8 型低壓空壓機，氣體供給數量是每分鐘 2.0m3 ，壓力為 0.8MPa，互相作為備用。
將軍廟水電站本身規模較小，水利機械設施和普通型的混流機組大體一樣，讓系統設置得以優化。調速器運用配備有蓄能罐的模式，進而讓氣系統得以優化，該站僅需設立一套低壓氣系統。依據小規模水電站的特征，一方面，讓性能得以滿足;另一方面，讓項目設計得到改善。
①將軍廟水電站 1# 機徑向軸承瓦溫改造。
存在的問題：1# 機徑向軸承自安裝到試機及其后的運行過程中，其瓦溫一直不穩定且溫度較高，最高達 63.5℃，基本維持在 61 ～ 63℃運行。
處理情況：經過多次的軸承與軸的接觸面研磨、配合，均無法較大降低其溫度;對轉輪的泄壓孔進行堵塞(分析認為，水推力由于泄壓孔的存在，往尾水方向的水推力出現脈動，小推力吃力過大，造成小推力瓦溫影響徑向瓦溫)，有一定影響，無很大效果，溫度仍然較高，仍維持在 58 ～ 62℃。
原因分析：a. 根據最初設計，軸的尺寸由原來的 160 改為 180;b. 軸與軸瓦之間的潤滑油流通不夠通暢;c. 油箱內潤滑油的上下層沒有形成對流，下面的油冷器未取得良好效果。
處理方法：經與廠家溝通，其原設計也采用水冷瓦制造，類似機型也存在溫度偏高問題，決定對其改造，由油冷改為直接水冷，取得良好效果，溫度維持在 40 ～ 45℃。
②將軍廟水電站 1# 發電機定子溫度過高處理：存在的問題：1# 發電機自試機后發現在環境溫度較底的情況下，其定子溫度有 2 個點超過 100℃，其余各點也均在 80℃以上。
處理情況：經在出風口(發電機機坑內)裝設 2臺抽風扇，經運行無明顯效果。
原因分析：a. 發電機在制造方面存在缺陷;b. 發電機通風結構不合里，排風風道無固定方向。
處理方法：原計劃想從發電機出風口引出抽風管道至機坑外，在管道內裝設抽風扇，考慮其方法，制造復雜，運行費用高，維護不方便，未采用此方法;決定對發電機觀察孔的封板鉆許多小孔，加強內外氣流暢通，效果明顯，定子溫度穩定在 80℃以下。
3 結語
水電站是我國當前主要建設的基礎設施，可以緩解生態環境壓力以及能源供應壓力，轉變能源短缺給經濟發展帶來的限制，促進經濟的可持續發展。在水電站建設時，應當對水利機械設計進行優化，重點關注機徑向軸承瓦溫改造和發電機定子溫度過高問題，分析問題出現的原因，選擇合適的方式進行處理。在今后水電站建設中，應當加強質量管理，保證水電站可以充分發揮其在經濟發展中的作用。——論文作者：馬書田
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