GB T 28545-2012 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机更新改造和性能改善导则.pdf
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1、ICS 27. 140 K 55 GB 才示2住家国国不日11: -、民华人中GB/T 28545-2012 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机更新改造和性能改善导则Guideline for rehabilitation and performance improvement for Hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines CIEC 62256: 2008 , Hydraulic turbines , storage pumps and pump-turbines Rehabilitation and performance impro
2、vement , MOD) 2012-06-29发布中华人民共和国同家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-11-01实施发布GB/T 28545-2012 目次前言.v I 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义24 改造的原因-5 更新改造的工作内容35.1 资料收集和评估5. 1. 1 资料收集35. 1. 2 资料评估45. 2 改造方案的确定45.2.1 总则45.2.2 改造方案的拟定45.2.3 改造方案的比选55. 3 合同条款65.3.1 技术条款65.3.2 商务条款95.4 合同确定方式95.4.1 总则.5.4.2 招标文件与评标95.4.3 授标95
3、. 5 项目实施5.5. 1 模型试验95.5.2 设计、施工、安装与试验105. 6 改造效果及性能保证值评估. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5.6. 1 概述105.6.2 水轮机性能预估105.6.3 发电机性能评估5.6.4 处罚和奖励评估5. 7 改造进度、费用和风险分析.5.7.1 概述5.7.2 技术规范与招标阶段的进度计划.5.7.3 项目实施阶段的进度计划5.8 经济和财务分析5.8.1 概述125.8.2 效益费用分析125.8.3 预期效益的确定.5.8.4 预期费用的确定13GB/T 28545-2012 6 更新改造工
4、作范围的评估与决策146.1 概述146. 2 电厂现场条件评估6.2.1 水文146.2.2 实际发电量6.2.3 环境、社会及有关法规156. 3 水轮机现状评估156.3. 1 概述156.3.2 水轮机整体性评估.6.3.3 部件的剩余寿命406.3.4 水轮机性能评估6.4 机组相关设备的评估与决策526.4.1 概述526.4.2 发电机和推力轴承6.4.3 水轮机调速器6.4.4 水轮机进水(出水)闽、调压阀-6.4.5 辅助设备6.4.6 安装、拆卸和维护用的设备-6.4.7 压力钢管和其他过水流道6.4.8 电站水头变化的影响四7 水力设计及性能试验四7.1 概述587.2
5、水力设计7.2.1 性能预估587.2.2 CFD的作用 58 7.2.3 CFD分析的步骤四7.2.4 CFD计算的精度597.2.5 怎样在改造中应用CFD607.2.6 CFD和模型试验的比较7.3 模型试验617.3.1 概述.7.3.2 模型试验的相似性7.3.3 模型试验内容617.3.4 模型试验的应用7.3.5 模型试验地点637.4 原型性能试验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 7.4.1 概述647.4.2 原型性能试验精度647.4.3 原型性能试验类型647.4.4 结果评估附录A(
6、规范性附录)经济分析和风险评估66A.1 项目组织GB/T 28545一2012A. 1. 1 ,总贝。 66 A. 1. 2 组织机构A. 1. 3 所需的专家. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 A. 1. 4 改造工程的可行性研究mA.2 风险分析67A. 2.1 概述67A. 2. 2 未达到预期性能的风险67A. 2. 3 不改造继续运行的风险67A. 2. 4 停机时间延长的风险68A. 2. 5 财务风险68A. 2. 6 项目范围的风险68A. 2. 7 其他风险A. 3 技术规范A. 3.1 概述
7、A. 3. 2 参考标准69A. 3. 3 投标文件中需提供的资料70A. 3. 4 在项目执行期间需制定的文件71附录B(资料性附录)本标准与IEC62256: 2008的章条编号对照情况73mM GB/T 28545-2012 目U昌本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准使用重新起草法修改采用IEC62256: 2008(水轮机、蓄能泵和水泵水轮机更新改造和性能改善。本标准与IEC62256: 2008相比,在结构上有较多调整,附录B列出了本标准与IEC62256: 2008相比章条编号变化对照一览表。本标准与IEC62256: 2008的技术性差异及其原因如下:一一增
8、加了规范性引用文件,以适应我国的技术条件;一一增加了GB/T15468作为规范性引用文件,以适合我国国情;一一删除了IEC62256: 2008第4章中改造工程逻辑流程图,以简化内容;一一删除了IEC62256: 2008 6.3.4. 2中美国胡佛坝水电站机组改造和加拿大奥特尔德斯电站(Outardes月号水轮发电机组的改造项目的实例和曲线,不一定适合我国国情;一一删除了IEC62256: 2008表6-23仅改进混流式水轮机转轮水力设计后的潜在效率提高值和图6加拿大魁北克拉格朗德三级电站(LaGrande-3 )水轮机转轮(1982年投入运行),通过对叶片出水边稍微切削而获得效率提高的情况
9、和曲线,不一定适合我国国情;一一删除了IEC62256: 2008 6.3.4.2中关于考虑表面粗糙度对模型到真机(原型)效率换算的影响,对已运行60年的水轮机,运行60年为1%,运行40年为0.5%,运行20年为0.25%,缺乏严谨的统计数据,不一定适合我国国情;一一一删除了IEC62256: 2008表25新更换或已修复转轮时的转轮止水密封设计及其状况对的混流式水轮机效率的潜在影响(%),缺乏严谨的统计数据,不一定适合我国国情;一一一删除了IEC62256: 2008表26混流式水轮机更换转轮(包括改进翼型、恢复表面状态和减小止漏环损失)混流式水轮机转轮预期效率提高值(截至2000年),缺
10、乏严谨的统计数据,不一定适合我国国情;一一删除了IEC62256: 2008表27改造/更换更新混流式水轮机流道其他部件后水轮机潜在效率的提高(%),缺乏严谨的统计数据,不一定适合我国国情;一一一删除了IEC62256: 2008图7a混流式水轮机改造后潜在效率的提高和图7b转桨式水轮机改造后潜在效率的提高,缺乏严谨的统计数据,不一定适合我国国情;一一增加了6.3.4.5中在更新改造中转轮叶片伸长设计和导叶超长设计内容,根据国内更新改造经验。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国水轮机标准化技术委员会(SAC/TC175)归口。本标准起草单位:哈尔滨大电机研究所、水利部水利水电规划设计总院
11、、中国水利水电科学研究院、东方电气集团东方电机有限公司、哈尔滨电机厂有限责任公司。本标准主要起草人:刘光宁、游超、徐洪泉、王伦其、宫让勤。V 1 范围水轮机、蓄能泵和水泵水轮机更新改造和性能改善导则本标准适用于下列型式的水轮机、蓄能泵和水泵水轮机:一-r昆流式;一一-轴流式;一一贯流式;一一斜流式;一一冲击式。MOD) GBjT 15468 水轮机基本技术条件GBjT 28545-2012 GBjT 15469. 1 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定第1部分:反击式水轮机的空蚀评定(GBjT 15469. 1-2008, IEC 60609-1: 2004 , MOm GBjT 15469.
12、2 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定第2部分:蓄能泵和水泵水轮机的空蚀评定(GBjT15469. 2-2007 , IEC 60609-1: 2004 , MOD) GBjT 15613(所有部分)水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验IEC60193(所有部分)JGB/T 19184 水斗式水轮机空蚀评定(GB/T19184-2003, IEC 60609-2:1997 ,MOD) GB/T 20043 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程(GB/T20043一2005,IEC 60041: 1991,肌10mGB/T 28545-2012 IEC/TR3 61366(所有部
13、分)水轮机、蓄能泵和水泵水轮机招标文件3 术语和定义GB/T 2900.45界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 更新改造rehabilitation 设备的效率、容量恢复至接近新设备的水平或通过重新建立整机的机械性能,延长设备的使用寿命。3.2 3.3 3.4 性能改善performance improvement 机组的效率、容量提高并超过初始值。增容uprating 铭牌容量(功率)增大。现代技术改造moderniza tion 采用现代技术改善性能,更换陈旧技术及部件。4 改造的原因在进行重大改造之前,水轮机的可靠运行时间一般在30年50年之间(详见表1),它取决于机组的型式
14、、设计、制造质量、维护程度和其他相关因素。表1改造前水电站及其土建工程、机电设备和电力迭出系统的预期寿命电站建筑物与设备预期寿命年需考虑的因素大坝、引水渠、隧洞、地下洞室、6080 水权的持续时间、工程质量、破损水库、调压室状况、安全性、漏水土建工程厂房建筑物、水流控制建筑物、总体运用条件、受力状态、材料的泄水建筑物、沉沙池、压力钢管、钢4050 质量、最新的技术发展水平、安全性、衬、道路、桥梁钢材质量、腐蚀、维护转桨式水轮机2550 混流式、定桨式和水斗式水轮机3050 水泵水轮机2535 机水力机械及蓄能泵运行安全性、水力损失、空蚀、(泥2535 其附属设备沙)磨损、裂纹、效率下降、性能改
15、善械蝴蝶阀、球阀2540 设备调速系统及油压装置2535 厂房起重机2540 水工机械设备平板闸门、弧形闸门、门机、起闭材料质量、运行条件、安全性、设备2540 质量、受力状态、性能改善机、拦污栅、清污机等2 表1(续)电站建筑物与设备水轮发电机、励磁系发电机、励磁系统、主变压器统及主变压器、电气一次设备、电气二次高压开关、辅助电气设备、控制设备自动化系统设备蓄电池、直流设备铁塔混凝土塔输电线路木杆线路、电缆更新改造的主要原因一般包括下述一个或多个:a) 提高可靠性和可用性;b) 修复性能和延长使用寿命;c) 性能改进: 提高效率; 增大功率; 减少空蚀; 扩大运行范围;d) 提高电站安全性;
16、e) 环境、社会和管理因素;f) 降低运行和维护成本;g) 其他方面的考虑: 政府规章制度的更改; 行政法规; 企业的形象准则; 水文条件改变; 市场条件变化。5 更新改造的工作内容5.1 资料收集和评估5. 1. 1 资料收集预期寿命年2540 2030 1O20 3550 3040 2025 2540 GB/T 28545-2012 需考虑的因素绕组和铁心情况、清洁度、运行安全性、最新的技术发展水平、总体运用条件、设备质量、维护路径合理性、腐蚀、运行安全性、气候条件、最新的技术发展水平、输电容量和服务(负荷)条件改造工程评估时,需要10年或10年以上的运行数据作为项目研究的基本资料。对于水
17、位、流量、水头和发电量的数据资料,如可能,最好不少于25年。流量资料必须考虑除电站之外过水建筑物泄放的流量。推荐收集以下有关资料:a) 发电量和电量收益;3 G/T 28545-2012 b) 辅助设施及其价值;c) 运行维护成本;d) 水轮机可靠性和可利用状况(水轮机运行事故及处理的案例,计划停机和强迫停机的资料); 巳)现有的水文资料;尽可能长时间的运行记录(流量,净水头,上、下游水位和水质); f) 机械设备的整体性评估;g) 水轮机全部主要部件的图纸以及相关设备、建筑物的图纸;h) 性能评估(原来的模型试验、最近的原型性能试验或者功率-导叶开度试验); i) 原有的试运行资料;j) 运
18、行规程和维护规程;k) 历次修改的原设备历史资料;1) 现有和预期的法规要求。5. 1. 2 资料评估5. 1. 2. 1 概述5.2 改造方案的确定5.2.1 总则最佳方案的确定是各种相关因素进行比较、综合和优化的过程和结果。如果更换新转轮增加的功率,需要改造或更换与之相关的其他机械部件、电气部件才能匹配,那就未必是最佳方案,通过提高效率但少增加一些功率或许是更好的技资方案。5.2.2 改造方案的拟定可以有以下方案:a) 不进行重大的改造,让机组继续运行;4 GB/T 28545一2012b) 修复有缺陷的部件,随后电站按正常维修方式继续运行;c) 如果机组的整体状况良好或曾经改造过,可在不
19、拆除机组的情况下,恢复原流道和水力型线(转轮、导叶、固定导叶、尾水管等),使之继续运行;d) 改造水轮机的过流部件。过流部件的改造有以下方案可供选择: 更换转轮,包括更换固定和转动止漏环; 修复流道过流面; 修改固定导叶的形状; 修改或更换导叶;5.2.3 改造方案的比选5.2.3.1 总则尽管本标准的重点是水轮机,但改造与采购必须考虑相关的全部设备,包括调速器、发电机、变压器等,以便作出合理的经济分析。另外还要考虑对土建工程所需进行的改造。5.2.3.2 比选方案费用的确定费用的确定应考虑以下所有因素:a) 采购新部件或更新部件有关的全部费用;b) 业主、供货商和咨询机构与工程项目有关的全部
20、费用;c) 修改现有部件有关的费用;d) 一次性的费用(例如模型试验、现场试验,模板等); 5 、-G/T 28545-2012 e) 现场工作的费用:拆卸、回装、机加工、起重机修复等;f) 停机期间损失的费用(发电量、容量和其他辅助服务损失hg) 运行及维护费的变化;h) 不可预见费;i) 贷款或利息的扣除;j) 涨价因素;k) 涉及到环境、社会或法规方面的费用;1) 进度变化对涨价因素和现金流的影响。5.2.3.3 比选方案进度安排的确定需考虑停机时段和停机时间长短对停机电量的损失,更新改造一般应在枯水期低流量的时段实施。5.2.3.4 比选方案效益的确定比选方案的效益由以下因素确定:a)
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