摘要：在发电厂中水轮机是非常重要的水电设备，在发电行业中占有着非常重要的地位。通过水轮机发电，能够产生可再生能源达到节能减排的目的。并且随着人们对于电力的需求不断增多，发电厂通过水轮机及辅机进行发电，能够对于发电做出很大的贡献。但水轮机在具体的使用过程当中，会存在许多的问题，本文针对这些问题进行了相关分析，希望能够提出相关改造的可行性方案，为发电厂的水轮机技术改造提供相关帮助。
关键词：发电厂；水轮机；技术改造
引言：
对于大型的水力发电厂，通过水轮机进行发电，能够产生巨大的经济效益，但是发电机的机组在运行了许多年之后，会产生各种各样的问题，这些问题对于整个发电机组在运行过程当中产生了很大的影响。针对水轮机存在的问题进行相关研究与分析，及时的进行检修与改造，来提高整个发电机组的运行稳定性，解决水轮机存在的问题，提高发电厂的整体运行效率。
1 水轮机存在的问题
一般情况下发电厂的水轮机的使用寿命可以长达30到50年，因为在起初建造的时候就要充分的考虑到整体的运行过程当中不能进行重复的修复与改造，所以水轮机的使用寿命较长。但随着时间的推移，长时间的运行以及多方面因素的影响，整个机组在多年的运行过程当中也会暴露出许多的安全问题，这些安全问题会影响整体机组的运行，所以针对这些问题进行相关分析。经过长时间的运行，由于水压较大，并且在选材的过程当中，如果转轮没有选择合适的材料，则在运行过程当中会产生很大的影响，会存在叶片空蚀。表面出现严重裂纹，转轮上腔导流板环缝开裂，泄水锥脱落。而且由于多年的运行，整个机组在运行的过程当中会产生较大的振动，摆动，甚至会产生非常大的噪音影响。而且水轮机的导叶会发生非常大量的漏水，整个机组停机产生困难，在顶盖的设计过程当中，如果没有考虑到刚度和强度的问题，咋会在运行过程当中导致焊接不牢而产生开裂。顶盖焊接的地方出现开焊现象，甚至窜水，这样就造成了机组运行过程当中的震动频率更大。对于以往的设计，有许多考虑不合理的地方，这就造成了在具体的使用过程当中 经常会发生导叶套筒漏水的现象。传统的水轴承设计，对于后期的维护与调整存在着许多的困难，所以一旦出现问题进行维修是非常困难的事情，而且会影响整体机组的运作，所以要对于水导轴承进行相关的设计与优化。在进行检修分解拐臂等部件的过程当中，存在着许多的困难，由于长时间的运行，整体的据组会产生许多的问题，整体的稳定性会有很大的影响。并且在各方面摆动震动，噪音等方面都已经严重超标，整体的水轮机在机械，电力等许多方面都存在着问题，而且随着长时间的运行，一些零部件会出现老化的现象，对于整体机械的运行效率以及整体的安全性会产生影响，针对这些问题，要及时的发现并且解决。
2 优化设计理念
针对水轮机组由于长时间的运行出现的各种问题进行了相关分析，需要对水轮机组进行改造与维护。由于工程量巨大，所以在进行改造的过程当中，就要充分考虑到改造的工作内容，针对不同的环境进行全新的设计，尽量通过局部的改动，提高整体机组运行的稳定性，将现有的先进技术与，设计制造进行结合，不断的优化机组的稳定性，将其部件进行改变，并且通过改善其中的零部件，改善运行的现状。尽可能的在设计过程当中采用新技术，新材料来解决，水轮机在长时间运行过程当中出现的各种问题。要对水轮机组进行整体的改造，就要改善整体机组的空化现象，并且要尽量减少机组在运行过程当中振动摆动以及噪音超标的现象，解决机组漏水的问题，并且根据相关零部件进行更换，发现其中潜在的问题进行维修与养护，以提高水轮机运行的整体效率，并且能够增强整个机组在运行过程当中的稳定线，增强其抗压力的能力，延长整个机组的使用寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 相关改造设计
根据水轮机组存在的问题，对于相关部分进行重新的设计制造，对整体的水轮机组进行改造。
3.1转动部分
在对水电机进行改造与设计的过程当中，如果对于整体的水电机集束进行改变的话，会消耗大量的资源，并且以改善相关机组的整体问题，所以在进行设计的过程当中，保持电机不变，更换转轮，使转轮的转速能够达到标准，从而提高整体电机的效率，提高水轮机的技术运行效率。对于转轮方面出现的问题，首先要更换转轮的材料，采用不锈钢的转轮，能够提高整个机组的质量，并且应当采用先进的技术，在焊接的过程当中，尽量减少由于焊接造成的叶片裂纹，并且，在转轮与主轴的连接部分采用先进的方式进行定位，减少转轮泄水锥掉落的问题，从而影响转轮的正常运作。对于长时间运行的基础，要更换新的主轴，增加轴领，按照整体发电厂的运行效率与应承受的压力来设计主轴。随着科技的不断发展，大型发电厂水轮机组的水导轴承，也逐渐采用了分块瓦式轴承的设计方式。采用先进的技术，能够对于整个水轮发电系统进行调整与维护，提高整体水轮机运行的效率。在主轴的密封方面，要按照全新的技术，对整体的结构进行设计与优化。
3.2导水机构
在对水轮机进行设计改造过程当中，要充分考虑好改造的必要性与可行性，对于导叶进行设计与改造，尽量减少导叶的漏水现象，这样就能够减少了在运行过程当中电量的损失情况。通过局部的改动，达到提高机组运行效率，增加经济效益的效果，增加整体的年发电量。对于导水机构的导叶部分，应当选用整铸的不锈钢结构，采用先进的技术，提供全新的导页设计，并且在工艺加工的过程当中，尽量减少导叶中轴颈与顶盖等部件之间的间隙，这样才能够提高整体的分水性能，使导叶在运行的过程当中减少漏水的问题。老旧的水轮机顶盖一般会采用顶盖加支撑环的结构作为顶盖的整体设计，在运行的过程当中，由于水导轴承逐渐采用了分块瓦结构，这样就使得顶盖在运行的过程当中，与轴承体接触的高度逐渐降低。所以在设计当中，要充分考虑到这些问题，采用全新的设计减压排水，减少顶盖开裂漏水的现象，从而影响整体水轮机的运行。为了能够提高导叶的密封性能，以保证整体的水轮机组能够有足够的操作功，所以导叶也要进行相关设计，采用复合密封的形式来代替以往的结构，才能够在运行的过程当中提高整体机组的运行效率。
结语：
发电厂的水轮机在运行的过程当中，可以不断地产生电能为人类带来可再生的能源，但是经过长时间的运行，机组也会存在着许多的问题，针对机组的叶片，转轮主轴以及顶盖等相关问题提出了相关解决与优化的策略，选取合适的材料与先进的设计工艺，对于水轮机进行相关改造与调整。通过对水轮机的优化与调整，减少机组在运行过程当中产生的震动及噪音问题，通过对于零部件的更换与优化，提高整体机组运行的稳定性，提高整体的运行效率，并以此来提高发电厂的整体年产电量。从而减少水轮机组产生的相关故障与问题，水轮机能够在发电厂正常的运行，并且能够达到安全发电的目的。
参考文献：
[1]王洪斌. 白山发电厂水轮机技术改造设计[J]. 科技创新与应用，2012（17）：138-138.
[2]李泗季，李延丰. 红石电站水轮机转轮的技术改造[J]. 科技与企业，2013（3）：292-293.
[3]张杨，姜枫，王玲花. 白山发电厂5号水轮发电机技术改造浅析[J]. 吉林水利，2015（5）：33-36.
[4]刘贵仁，张永会，乔木，等. 白山发电厂5号机组的水轮机改造[J]. 大电机技术，2017（5）：63-66.
[5]宋文武，王桃，吴昊. 水轮机主轴密封技术及改造设计[J]. 西华大学学报（自然科学版），2005，24（5）：56-58.
论文作者:徐光
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：水轮机论文; 机组论文; 过程论文; 发电厂论文; 转轮论文; 水轮论文; 顶盖论文; 《电力设备》2019年第10期论文;