水电机组修复与现代化改造

黄源芳，1939年12月出生。1962年华中科技大学动力系水力机械专业毕业，同年在长江流域规划办公室（简称“长办”）从事水电站水力机械设计工作。1981年至1 983年为教育部访问学者在美国阿里斯一查尔摩斯水轮机公司进修。1983年至1993年在长江水利委员会（即原“长办”）担任机电处副总工程师、高级工程师、设计局副总工程师、教授级高级工程师、科技教育外事局局长。主要参与、承担长江流域众多水电站规划选点水力机械设计工作，长江葛洲坝水利枢纽工程水力机械设计和现场机电技术管理工作，清江隔河岩水电站机组总体设计和机电设计管理工作，汉江王甫洲水电站灯泡贯流式机组的初步设计和引进机组的前期谈判工作，长江三峡水利枢纽工程水力机械设计、机电设备论证、机电技术管理工作。1993年中国长江三峡工程开发总公司成立至2002年，在中国长江三峡工程开发总公司担任副总工程师，负责三峡工程机电专业设备技术和管理工作。2005年至2007年，担任三峡工程开发总公司博士后工作站博士后指导老师。

在参与的众多项目过程中，曾担任葛洲坝水电站170MW机组联合设计组副组长，三峡工程论证期间为机电论证专家组“长办”联络员，清江隔河岩工程机电设计负责人，三峡工程机电设计负责人之一，三峡左岸工程机电设备招标采购和合同执行技术负责人之一。

曾获水利部科技进步二等奖、湖北省科技进步一等奖，国务院首届科技进步特等奖荣誉证书，国务院重大装备办公室重大贡献证书。曾任中国水力发电工程学会水力机械专业委员会委员、副主任委员，全国电力系统水轮机标准化技术委员会副主任委员，全国水轮机标准化技术委员会委员、国际标准专家组副组长，国际水力研究协会（IAI-1R）水力机械与系统分委会中国执行委员，国际电工技术委员会（IEC）水轮机委员会（TC4）第27工作组成员、第29工作组副召集人，出席IEC/TC4国际会议的中国代表团首席代表。和水力机械专业的国内外专家有密切的联系，多次参与、主持国际谈判和国际会议。

在国内外重要技术刊物发表文章40多篇，翻译文章、书刊100多万字，主编《国内外水轮机改造》（2000年），著有《在世界水电站徜徉》（长江文艺出版社，2004）《在水电世界驰骋——三峡水电机组背后的故事》（长江出版社，2006）。

第1篇水电机组修复改造的一般问题

第1章中国水电站水电机组设备的现状

1.1中国水电机组的发展历程

1.1.11949年以前水电机组的状况

1.1.21949年至1970年期间水电机组的发展

1.1.31971年至1989年期间水电机组的发展

1.1.41990年至2002年期间水电机组的发展

1.1.52003年至今700Mw级水电机组成为主力电站装备

1.2中国水电机组的状况调查

1.2.1水电机组的总数量（按制造年代）评估

1.2.2水电机组的地区、河流分布

1.2.3不同年代投人运行的水电机组状态扫描

第2章水电机组更新和现代化改造的一般问题

2.1有关名词术语及其含义的讨论

2.1.1为什么要采用国际标准名词术语

2.1.2主要名词术语释义

2.1.3改造应用主要术语

2.2水电机组改造的目的

2.2.1维持机组正常运行

2.2.2延长机组设备总体寿命

2.2.3适应机组实际运行条件的改变

2.2.4提高机组运行可靠性和灵活性

2.2.5充分利用水力资源增加水电站发电效益

2.3水电机组总体修复改造

2.3.1过流部件空蚀破坏的修复改造

2.3.2泥沙磨损破坏的修复更新

2.3.3严重损坏的转轮的修复更新

2.3.4事故频发的发电机修复改造

2.3.5有利于生态环境要求的修复改造

2.4水电机组局部改造

2.4.1改进导轴承结构

2.4.2主轴密封的改造

2.4.3活动导叶密封的改造

2.4.4转桨式叶片增加抗空蚀翅边

2.4.5水轮机调速器和发电机励磁系统的升级改造

2.5利用先进技术进行升级和现代化改造

2.5.1水力研究和设计的技术工具的进步

2.5.2水电机组关键部件应用材料的技术进步

2.5.3水电机组部件加工装备和加工工艺的技术进步

2.5.4水电机组刚强度计算分析技术的进步

2.5.5水轮机水力性能的综合技术进步

2.5.6国内水电机组制造厂商的技术进步能为用户提供更好的产品

2.6水电机组改造应注意的一般问题

2.6.1对机组现状及有关资料进行评估

2.6.2委托多家制造厂商提供更新改造项目建议书

2.6.3合理评估各厂商提出的项目建议书，确定更新改造方案

2.6.4重视对更新改造机组的全过程管理

第3章国外老水电机组修复改造现状和一般问题

3.1美国水电机组修复更新和现代化改造

3.1.1美国主要河流和水电站

3.1.2美国的水电开发和最新动态

3.1.3哥伦比亚河流域老水电机组修复更新和现代化改造

3.1.4田纳西河流域老水电机组修复更新和现代化改造

3.1.5西雅图市电灯公司老水电机组修复更新和现代化改造

3.2俄罗斯水电机组修复更新和现代化改造

3.2.1俄罗斯主要河流和水电站

3.2.2俄罗斯水电机组修复改造动态

3.2.3俄罗斯水电站水轮机修复改造

3.3加拿大水电机组修复更新和现代化改造

3.3.1加拿大主要河流和水电站

3.3.2加拿大水电资源和最新动态

3.3.3加拿大老水电机组修复更新和现代化改造

3.4罗马尼亚水电机组修复更新和现代化改造

3.4.1罗马尼亚水电发展概况

3.4.2罗马尼亚河流与著名水电站

3.4.3罗马尼亚老水电机组修复更新改造

3.5印度水电机组修复更新和现代化改造

3.5.1印度主要河流和水电站

……

第2篇水电机组修复改造的评估和决策

第4章水电机组修复改造的阶段划分

第5章水电机组修复改造进度、成本和风险分析

第6章水轮机修复改造工作范围的评估与决策

第7章水电机组相关设备的评估与决策

第8章水电机组修复改造建议书的编制

参考文献

第3篇水电机组修复、更新和现代化改造工程实例

第9章中小型水电机组的改造

第10章灯泡式水轮机的更新改造

第11章冲击式和斜流式水轮机的改造

第12章水泵水轮机的更新改造

第13章轴流式水轮机的修复与更新

第14章混流式水轮机的修复与更新

第15章多泥沙河流上水电站水轮机的改造

第16章水轮发电机的修复改造

参考文献

后记

本书立足国内，从浩繁的资料、文献、信息中，提炼出有参考价值的知识，殊为不易，需要有极大的耐心、丰富的专业知识和细致的观察分析能力，特别是作者尽其所能获取最新国内国外信息的努力，使读者不仅了解水电机组修复、改造的过去，而且看到活生生的现状，使本书更有说服力和感染力。

众多发电企业、专业工程师和管理部门，可从本书中了解水电机组更新和现代化改造的评估、决策、实施过程，了解不同类型不同年代制造的机组修复改造的效果，可从类似实例中获得启发。

目录

概述

第一章 原有工程目标和工程善回顾

1.1 项目管理

1.1.1 政府职责

1.1.2 项目协调组及项目工作组

1.1.3 分析工具

1.1.4 工作计划表

1.2 工程的确定和原有目标

1.2.1 初始的工程目标

1.2.2 原有工程的基本情况

1.2.3 初始的水资源状况

1.2.4 法规及合同依据

第二章 对现有灌溉系统的诊断分析

2.1 现有设施运转状况

2.1.1 对原有工程设施和目标的后续改变

2.1.2 列出现有工程的清单

2.1.3 设施状况

2.1.4 过去的运转状况

2.1.5 现有设施的可靠性和灵活性

2.2 水资源的充足程度

2.2.1 水土资源利用现状

2.2.2 分析方法

2.3 工程的运行、维护和管理

2.3.1 运行

2.3.2 维护

2.3.3 管理

2.4 机构体制方面

2.4.1 运行组织结构

2.4.2 政策、法律、法规及规章制度

2.4.3 筹次能力

第三章 未来目标的确定

3.1 制定近期和远期目标

3.2 未来的土地利用及其对水的影响

3.3 对工程将来运行和维护的考虑

第四章 灌溉工程修复与现代化改造项目的制定

4.1 方案的论证和制定

4.2 对方案和项目选择的评价

第五章 资金筹措、项目实施及管理的改进

5.1 资金筹措

5.2 对机构体制方面的考虑

5.3 设计和施工

5.4 修复与现代改造项目竣工后的维护、管理和运行监测2100433B

图1为《大型水电机组顶盖的修复方法》修复顶盖的合缝面的正视示意图

图2为《大型水电机组顶盖的修复方法》修复顶盖法兰外圆与抗磨板的示意图

技术领域《大型水电机组顶盖的修复方法》涉及一种机械加工领域工件修复方法，特别涉及一种大型水电机组顶盖的修复方法 。

大型水电机组顶盖的修复方法专利目的

《大型水电机组顶盖的修复方法》目的在于提供一种易于推广、通用性强、修复周期短、成本较低的大型水电机组顶盖的修复方法，特别针对大型水电机组顶盖精加工后发生合缝面间隙超差情况的修复方法 。

大型水电机组顶盖的修复方法技术方案

1）第一次全面清理：用清洗剂彻底清理顶盖合缝面1和顶盖轴孔4；

2）第一次组合及第一次激光跟踪仪检测：将顶盖用把合螺钉、螺母进行组合，按精车后抗磨板2平面为平面基准，以顶盖法兰外圆3圆为圆基准，使用激光跟踪仪检测，保证组合状态与精车状态一致；

3）合缝面检测：使用塞尺全面测量合缝面1四周间隙，并做好记录；

4）解体：拆除所有把合螺钉、螺母，将顶盖解体；

5）第二次激光跟踪仪检测：顶盖解体后，结合步骤三检测数据，使用激光跟踪仪对顶盖合缝面1间隙超差部位进行检测，确定合缝面1间隙部位超差部位缺肉尺寸；

6）补焊：根据检测数据，对合缝面1缺肉部位进行补焊，将堆焊区域分成若干块，分块跳焊，采用多道焊，每焊一层均需进行焊接应力消除，采用锤击法进行焊接应力的消除，焊接过程中需检测顶盖法兰外圆3和抗磨板2平面变形，保证变形0.10毫米以内；

7）校正加工：将补焊后的顶盖合缝面1正对镗床，以合缝面1未补焊区域作加工基准，将补焊区域铣平，保证未补焊和补焊修铣区域平面度小于0.01毫米；

8）去毛刺飞边：对合缝面1加工区域进行打磨，去毛刺飞边；

9）除锈除污：对合缝面1全面清理，除锈除污；

10）第二次组合：将顶盖用把合螺钉、螺母进行组合，按精车后抗磨板2平面为平面基准，以顶盖法兰外圆3圆为圆基准；

11）人工检测和第三次激光跟踪仪检测：使用塞尺全面测量合缝面1四周间隙，使用激光跟踪仪检测顶盖轴孔4位置、抗磨板2平面度、顶盖法兰外圆3圆度；

12）修复打磨：顶盖组合后，对合缝面1四周局部微小错牙进行打磨，以顶盖错牙低点为基准，将高点打磨光顺，使修复后的顶盖尺寸数据满足技术要求 。

大型水电机组顶盖的修复方法技术效果

1、针对2016年顶盖修复技术局限，采用激光跟踪仪精确测量，仅对合缝面间隙超差部位进行涨焊和加工，控制焊接变形，不对顶盖自身去量，保证顶盖修复与精加工后状态基本一致，修复周期短、成本较低、效果显著。

2、《大型水电机组顶盖的修复方法》特别适用于大型水电机组顶盖精加工后发生合缝面间隙超差情况，但对其他多瓣环形件各类间隙超差和其他尺寸超差情况，易于推广、通用性强。

3、《大型水电机组顶盖的修复方法》提供修复方法最大限度控制顶盖焊接变形，确保修复加工过程不损伤顶盖本体，通过打磨保证顶盖产品质量和外观，避免不良品或回用品的产生，保证产品符合技术要求 。