不锈钢铸造叶片提高水电涡轮机的发电能力

1992年以来,位于加拿大中部的安大略电力公司(OPG,前身是Ontario Hydro)将原来的转轮叶片更换成结构更好,强度更高的J91540含镍不锈钢铸造叶片后,水电涡轮机的发电能力不断提高。

    到2005年为止,OPG已经更新了七个水电站的叶片,发电能力增加了400兆瓦。

    水电业务支持部主任Mario Mazza先生说,收益不断提高,“2006年我们了更新三个发电站的五台设备,发电能力又提高26兆瓦。在今后五年计划将几个电站的能力再提高65兆瓦,这项计划将持续到2011年后”。

    新增的发电量几乎等于OPG公司Pickering CANDU核电站中一个反应堆发电量的一半,而且发电量的增加并不需要新建基础设施,也不会对环境带来影响,“公众对水力发电的支持更增强了我们这样做的信心,我们不需要通过其他投资形式提高发电能力。”OPG公众事务部主任David Abbott先生说。

    安大略省需要更多的电力。“安大略电力部门的供电指导报告称需求增长和能力减退使2005年的供电缺口达24000兆瓦,相当于安大略省当前用电量的80%。”Abbott先生说。

    两套设备占新增发电能力的一半以上:St. Catharines附近的Sir Adam Beck 2号发电站单机增产12.2兆瓦(每台机组从81.6提高到93.7兆瓦),总计达到194兆瓦,或发电量提高了3%~4%。该电站16台轴向辐流式水轮机的叶轮全部换成了重量更轻,含镍4% J91540铸成的30吨重的叶轮。机组的更新换代工作于2005年完成。

    该合金具有良好的耐腐蚀性和耐气蚀性,与S30400相当。OPG维护人员相信新型叶片会减少停产检修的时间和次数,一台设备的日发电产值可达10万加元。

    合金的可焊接性对于现场修复气蚀十分重要。根据美国内部设备工程部门的规定,用奥氏体材料进行现场修复只需要焊前稍微预热,焊后不需要热处理。

    材料的强度也十分重要,叶片工作效率的提高也会增大施压侧(上)和负压侧(下)之间的压差。

    2002年安大略省Cornwall的RH Sauders电站对15台设备进行了改造,发电能力提高了118兆瓦。OPG新换了72个J91540转轮叶片,每片的重量达5200公斤。叶片铸件加工前的重量为6000公斤。新叶片使每台机组的能力从原来的56兆瓦提高到64~65.4兆瓦。

    更换转轮叶片的工作还将继续,到2015年OPG系统的发电能力将再增加150兆瓦

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