卡里巴水电站水轮发电机组招标采购技术协议精品.doc

赞赞比比亚亚卡卡里里巴巴水水电电站站北北岸岸扩扩机机工工程程 水水轮轮发发电电机机组组及及其其附附属属设设备备 技术协议 买方：买方：中国水利水电建设集团中国水利水电建设集团 卖方：卖方：哈尔滨电机厂有限责任公司哈尔滨电机厂有限责任公司 二二八年九月八年九月 目目 录录 第第 1 章章 工程概况工程概况 .1 1.1 电站概况.1 1.2 电站特性.3 1.3 电站自然条件.4 1.4 电站在电力系统中的任务及运行管理方式.5 1.5 接入系统方式.5 1.6 电站输水系统.5 1.7 厂用电.5 1.8 厂房起重设备.6 1.9 厂用压缩空气、润滑油、冷却水.6 1.10 电站建设进度.6 1.11 电站交通和运输条件.6 第第 2 章章 一般技术规范一般技术规范 .7 2.1 工作范围.7 2.2 标准和规程.12 2.3 协调 .14 2.4进度计划和报告.16 2. 5 材料.18 2.6 材料试验.19 2.7 设计应力.20 2.8 工艺 .22 2.9 焊接 .24 2.10 无损探伤 .27 2.11 铸钢件 .29 2.12 密封元件.30 2.13 辅助电气设备.30 2.14 管道和阀门 .53 2.15 螺栓、螺钉、螺母和垫圈.55 2.16 基础埋件 .56 2.17 吊具 .57 2.18 铭牌和标志 .57 2.19 工厂涂漆和保护涂层 .58 2.20 润滑油 .60 2.21 备品备件技术要求 .61 2.22 安装标记.62 2.23技术文件 .63 2.24 设计联络会.70 第第 3 章章 水轮机专用技术规范水轮机专用技术规范 .73 3.1 概述.73 3.2 型式和说明.73 3.3 水轮机主要参数.74 3.5 性能保证.75 3.6 转轮.82 3.7 水轮机轴.85 3.8 导轴承和油润滑系统.87 3.9 主轴密封.90 3.10 座环.91 3.11 蜗壳.93 3.12 顶盖.96 3.13 底环和基础环.98 3.14 补气系统 .99 3.15 止漏环、抗磨板 .100 3.16 导叶和导叶操作机构 .100 3.17 导叶接力器 .103 3.18 水轮机机坑里衬、过道和楼梯 .105 3.19 水轮机室内环形吊车 .106 3.20 尾水管和里衬 .106 3.21 水轮机自动化元件及相关盘柜 .109 3.22 备品备件 .119 3.23 专用工具及维护设备 .119 3.24 工厂内组装及试验.119 3.25 水轮机现场试验.121 第第 4 章章 水轮机模型试验水轮机模型试验 .128 4.1 概述.128 4.2 模型的设计、制造.128 4.3 模型试验计划.129 4.4 模型初步试验.130 4.5 模型验收试验.134 4.6 模型试验最终报告.137 4.7 中立试验台模型复核试验.138 4.8 模型的所有权和模型的保存.139 第第 5 章章 发电机专用技术规范发电机专用技术规范 .140 5.1范围.140 5.2运行条件.140 5.3型式和额定参数.141 5.4 结构特性及技术要求.147 5.5 发电机附属设备 .156 5.6 发电机自动化元件和装置及相关盘柜 .163 5.7 备品备件.173 5.8 专用工器具及材料.175 5.9试验.175 第第 1 章章 工程概况工程概况 1.11.1 电站概况电站概况 卡里巴水电站位于非洲赞比亚和津巴布韦两国交界的赞比亚西河中游卡里巴 峡谷内，除了砼双曲拱坝外，由南、北岸电站组成，南岸电站属于津巴布韦，本 次扩机工程是以赞比亚境内的北岸电站为基础进行。 砼双曲拱坝最大坝高 128m，坝顶长 617m，顶宽 13m，最大底宽 24m，长高 比接近 5，坝址以上控制流域面积 66.3 万 km2，多年平均流量 1444m3/s，水库死 水位 475.5m，正常蓄水位 485m，水库长约 274km，平均宽约 19km，最大水深 157m，面积达 5180km2，调节库容达 690 亿 m3，水库总库容 1840 亿 m3，是世界 上蓄水量最大的水库之一。电站采用中孔泄洪方式，坝体在正常蓄水位以下 25.5m 处设置了 6 个用直升闸门控制的泄洪孔口，孔口尺寸为 9.1m9.46m(宽高)， 总泄流量为 9500m3/s，每孔流量 1580m3/s，单宽流量 176 m3/s。 卡里巴电站装机容量 1500MW。工程分两期建设，第一期工程包括大坝、河 床工程及南岸（津巴布韦一侧）地下厂房；第二期工程则为北岸地下厂房及相应 设施。 一期工程于 1955 年开工，1959 年 6 月大坝主体竣工；1959 年 12 月 28 日第 一台机组开始发电，1960 年 5 月 17 日正式运行，1963 年一期工程竣工；地下厂 房安装 6 台水轮发电机组，总装机容量为 900MW，地下主厂房长 143m，宽 23m，高 40m，变压器室与主厂房平行分布，长 163m，宽 17m，高 18m；6 个进 水口为矩形断面，尺寸为 6.14.9m， 6 个进水口分别供给 6 条垂直压力管道，管 道上段直径 6.1m；在 418m 高程以下直径减至 5.2m，钢板衬砌最大厚度 32mm； 机组出水通过 6 个闸门室在 3 个调压室底部合二为一，水流经 3 条尾水隧洞泄出， 尾水洞断面尺寸为 10.5m7.6m(高宽)，长 300m，在有压条件下运行，在河中还 设导流墙，以免泄洪洪水冲刷集中在尾水隧洞出口处。 二期工程（北岸赞比亚一侧）于 1970 年 12 月开工，1976 年投入运行。北岸 电站枢纽建筑物包括：岸边竖井式进水口、引水隧洞、地下厂房、尾水洞等。 进水口位于拱坝左岸坝肩上游侧，由 4 个独立的进水室组成，总宽度 60m； 顺水流向总长度 35.9m 其中在参考线（Setting Out Line） 以上的长度 24.25m， 以下的长度为 11.65m。进水口顶部高程 489.5m，和上坝公路相接，底部建基高 程 458.75m，总高度 30.75m。 进水口顺水流方向依次布置有拦污栅、事故闸门（Emergency Gate）和工作 闸门（Intake Gate） 。拦污栅为固定式，安装坡度为 1:0.6，顶部设有移动式清污机， 在进口喇叭孔的顶部设有防涡梁以改善进口水流条件。拦污栅斜向孔口高度 15m，每孔拦污栅净宽度 12m，中间设有 1.2m 厚的中墩分为 2 跨。事故闸门 （Emergency Gate）和工作闸门（Intake Gate）依次布置在进水口的参考线 （Setting Out Line）的下游侧，其闸门槽位于竖井内，通过安装在进水口顶部 489.5m 平台上的门式起重机和液压启闭机进行安装和起吊。 引水隧洞共 4 条，为单机单管供水方式，每条隧洞由低压段（坡度 5%） 、斜 井段（坡度 55） 、高压段（坡度 1%）和钢管段组成。除钢管段外，其余洞段开 挖直径 8m，衬砌后直径 6.75m，衬砌厚度 0.625m。钢管段开挖直径 8m，衬砌后 直径 6m，衬砌厚度 1m，长度 30m。1#4#隧洞长度分别为 248.534m，266.425m，262.269m，258.298m。 地下厂房位于拱坝左岸坝肩下游侧，其长度方向和下游河道方向基本平行， 亦和坐标 Y 轴平行。在平面上 4 台机组的纵轴线 Y=1748.00m。地下厂房纵向长 度 130m，其中单机组段长度 22m，安装间长度 35.5m，地下厂房跨度 24m，开挖 高度 45.1m（底部建基高程 358.90m，顶拱最高点高程 404m） ，在机组与安装间 之间有宽度 7m 的交通洞解决地下厂房的对外交通问题。在厂房的下游侧设置了 2 条母线斜井，机组母线通过这两条斜井引自 501.5m 高程的岸边主变平台与变压 器相接。 地下厂房内安装 4 台水轮发电机组，装机 4150MW，目前正在进行机组增 容改造，改造后电站总装机容量将达到 4180MW。 4 条尾水隧洞长度分别为 110.702m，111.609m，112.515m 和 113.440m， 断面为高度 9m 的马蹄形，由于岩石条件较好，隧洞基本未衬砌，仅在前半段采 用钢支撑结合砼衬砌。在尾水隧洞末端通过 11m 长的渐变段和出口建筑物连接， 出口建筑物设置两道门槽，门槽内安装有检修叠梁，叠梁通过 410.00m 检修平台 的汽车吊进行起吊操作。出口建筑物末端设置导水墙（buttress wall）将尾水 导入下游河床。 有关电站枢纽、厂房布置等见“招标附图”。 1.21.2 电站特性电站特性 1.2.1 水位 (1) 上游水库 校核洪水位 489.20m 正常蓄水位 485.50m 最低发电水位死水位： 475.50m (2) 下游尾水水位 最高尾水位(Q=11500m3/s) 402.00m 一台机满发尾水位(Q=1278m3/s) 387.10m 最低尾水位(Q=850m3/s) 385.63m 下游水位流量关系见表 1-1。 表1-1 Kariba坝下游尾水HQ关系曲线成果表 H(m.a.s.l)376.00377.00378.00380.00382.00384.00386.00388.00 Q(m3/s)0.0025.060.01503005009291540 H(m.a.s.l)390.00392.00394.00396.00398.00400.00402.00 Q(m3/s)24503570485063507800935011500 1.2.2 水轮机工作水头 最大水头104.0m 最小水头80.0m 平均水头 98.85m 加权平均水头 98.20m 额定水头89.0m 1.2.3 电站规模 装机容量360MW 装机台数2 台 机组额定功率183.7MW 1.2.4 水库 总库容 123.5108m3 调节库容 56.2108m3 调节性能 年调节 1.31.3 电站自然条件电站自然条件 1.3.1 室外环境温度和湿度 年平均气温 21.0 极端最高气温 41.5 极端最低气温 2.7 多年平均最大风速 4.44m/s 平均湿度 75 % 最大相对湿度 98 % 最小相对湿度 19 % 年平均降雨量 773mm 多年平均蒸发量 1689 mm 1.3.2 主厂房内温度和相对湿度(通风系统投入后) 表 1.3-1 夏 季冬 季 主厂房 主要区域 工作区 的温度 相对 湿度 正常运行时 工作区温度 停机或检修时 工作区温度 相对 湿度 发电机层28 70%14 10(安装检 修区) 70% 中间层28 70%10 5 70% 水轮机层27 75%8 5 70% 蜗壳层27 75%8 5 70% 1.3.3 冷却水水温 机组冷却器冷却水设计水温按 30计算。 1.3.4 海拔高程 发电机层高程385.50m 水轮机安装高程（导叶中心线高程）372.50m 1.3.6 地震 地震基本烈度 度 地震设防烈度 度 地震加速度 水平 0.4g、垂直 0.2g 1.41.4 电站在电力系统中的任务及运行管理方式电站在电力系统中的任务及运行管理方式 本电站在电网中具有调峰、调频、事故备用的功能。电站按“无人值班” （少人值守）的运行方式要求设计，采用以计算机监控系统为基础的全厂集中监 控方案。 1.51.5 接入系统方式接入系统方式 赞比亚卡里巴北岸水电站建设时共装有 4 台额定容量为 150MW 的水轮发电机 组，以 330kV 电压等级接入电力系统，出线 4 回，其中 2 回向北接入赞比亚 LEOPARDS HILL 330kV 变电站，2 回向南接入位于津巴布韦一侧的卡里巴南岸水 电站 330kV 开关站。卡里巴北岸水电站扩机工程的接入系统方式按以 330kV 一级 电压联入系统，即电站扩建机组经主变升压后，以 2 回 330kV 电缆接入原有开关 站的 330kV 母线，再通过原有的 330kV 交流送出线路接入电力系统。其中 2 回送 至 LEOPARDS HILL 330kV 变电站；另 2 回则就近接入河对岸津巴布韦侧的卡里巴 南岸水电站 330kV 开关站。 1.61.6 电站输水系统电站输水系统 引水系统采用单机单管方式。尾水系统采用单元布置方式。 1.71.7 厂用电厂用电 (1) 交流：三相 380V，50Hz；单相 220V，50Hz， 电压变化范围15%10%。 (2) 直流：110V，电压变化范围10%15%。 1.81.8 厂房起重设备厂房起重设备 原电站主厂房内桥式起重机设置 2 台 100t、跨度 Lk=24m 单小车电动桥式起 重机。在目前正在进行的 4150MW 机组增容改造方案实施过程中，赞方对原有 桥机进行了加固改造，完成了 1#、2#机组的安装工作。 1.91.9 厂用压缩空气、润滑油、冷却水厂用压缩空气、润滑油、冷却水 1.9.1 压缩空气系统 (1) 中压系统：电站提供中压压缩空气气源 （7.0MPa） ，满足机组油压设备 (额定工作压力 6.3MPa)之用。 (2) 低压系统：电站提供低压压缩空气气源，满足机组制动(额定工作压力 0.8MPa)、检修、风动工具等使用。 1.9.2 润滑油供给 在厂内设有透平油油罐及油处理系统，供机组轴承润滑系统和调速器系 统用油。透平油采用标准 L-TSA46 汽轮机油。 1.9.3 冷却水 冷却水水温按 30设计，工作水压 0.30.7MPa（可提供压力） 。卖方 需提供满足主轴密封对水质要求的冷却润滑水过滤器。 1.9.4 排水 厂内设有机组检修和厂内渗漏排水系统。 1.101.10 电站建设进度电站建设进度 1#机组计划于合同签定后 43 个月投入运行。 2#机组计划于合同签定后 48 个月投入运行。 1.111.11 电站交通和运输条件电站交通和运输条件 机组设备对外交通主要以海运为主，设备自中国天津港海运至南非德班港， 对外交通沿线桥涵设施等均可满足施工期间外来物资的运输要求。 第第 2 章章 一般技术一般技术规范规范 2.12.1 工作范围工作范围 2.1.12.1.1 概概述述 水轮机：水轮机：卖方应提供 2 台套额定容量为 183.7MW 符合合同文件规定的运 行功能和性能的混流水轮机及其附属设备，并保证其设备质量和使用寿 命。卖方应设计、制造一套适合本工程的水轮机模型，进行模型试验， 完成模型验收试验；对水轮机及其附属设备、备品备件和安装维修专用 工器具等合同设备的设计、制造、工厂试验、装配、包装、运输、保险 和交货（FOB，天津港指定仓库车板交货）全面负责；按照商务合同条 款规定提供必要专用工具和备品备件；提交必要的图纸和资料；与调速 器、电站计算机监控系统之间的连接部分的设计和制造的配合协调工作； 对水轮机及其附属设备的现场安装、调试、试验、试运行和验收等提供 技术指导和监督服务；提供培训服务等。对上述工作的质量负责。 发电机：发电机：卖方应提供 2 台套额定容量为 200MVA 的三相同步交流发电机 及全套辅助设备。卖方应对水轮发电机及其附属设备、备品备件和专用 工器具等合同设备的设计、原材料采购、制造、工厂试验、装配、包装、 运输、保险和交货（FOB，天津港指定仓库车板交货）全面负责；按照 商务合同条款规定提供必要专用工具和备品备件；提交必要的图纸和资 料；与励磁系统、离相封闭母线、发电机保护系统以及电站计算机监控 系统等其它供货商的设备之间的连接部分的设计和制造的配合协调工作； 对水轮发电机及其附属设备现场安装、调试、试验、试运行、验收提供 技术指导和监督服务；提供培训服务等，并对上述工作的质量负责。 2.1.22.1.2 合同设备合同设备 2.1.2.1 水轮机 卖方应提供 2 台套额定转速 142.9r/min，额定水头 89.0m 时，额定功率为 183.7MW 的混流式水轮机及其全部有关的附属设备。 每台水轮机及其附属设备必须全新、完整、成套和技术成熟，至少包括 下列零部件或附件： a)钢制尾水管里衬(包括锥管和肘管)； b)蜗壳； c)座环； d)蜗壳和尾水管排水阀及其操作设备； e)基础环； f)底环； g)蜗壳和尾水管进人门； h)蜗壳延伸段钢管； i)顶盖及排水； j)导水机构； k)控制环和接力器； l)转轮； m) 水轮机轴、联轴螺栓； n)水导轴承； o)工作密封； p)检修密封； q)机坑里衬； r)水轮机监测系统仪表及管路； s)自动化元件； t)盘柜及控制装置； u)油、水、气附属系统中的所有阀门、仪表、泵、管道、管件、导 线、电缆等； v)补气装置及设备； w) TURAB 机械过速保护装置； x)水轮机机坑内环行吊车及导轨和滑线； y)各部件或附件所需的基础埋件等。 与调速系统配套的有关设备，包括与接力器相连接管的第一对法兰，包括配 对法兰。 提供必要的永久性通道和巡视设施，如门、检修维护平台、楼梯及机坑内照 明设备和端子箱。 (6) 其它 1) 提供合同范围内部件或设备之间所有的管路、阀门、电线、电缆、电 缆管和管道及有关附件。机坑内油、气、水管道的接口在机坑外 1m 处的第一对法兰处，包括配对法兰。 2) 提供本合同规定的备品备件。由卖方推荐的备品备件应按买方的选择 供货。 3) 提供合同设备在电站安装、维修工具，包括运输、安装、调试、测试、 试验、拆卸和重新组装所必需的专用设备、材料、工器具、零件等。 4) 在本技术协议范围的说明中没有专门提及的设备及元件，但属一套完 整的性能优良的水轮机必不可少的或对改善水轮机运行品质所必需的， 卖方仍将提供，以保证货物的完整。 5) 水力观察仪表和自动化元件：包括水轮机及其辅助设备在运行中需 要监测的各种压力、温度、真空、流量、转速、振动、摆度仪表和 有关盘柜。油、气、水管路上为满足自动控制的各种差压信号计， 液位信号计，示流信号器或流量变送器，温度信号器、各种液压、 气压元件，电器控制元件、保护元件、行程信号器、测速设备和合 同规定的各种变送器、以及机坑内个元件与设备的连接电缆，供至 机坑端子箱。 凡构成永久设备的相关辅助材料，如油漆、密封件、密封胶、螺栓锁定胶等 均应由卖方随合同设备交货时提供，且应有 10%的余量。工地所需的焊条、 焊丝和焊剂等也应由卖方随合同设备交货时提供，且应有 20%的余量。 2.1.2.2 发电机 (1) 卖方应提供 2 台套由混流式水轮机驱动的额定容量为 200MVA 采用静止 励磁系统的三相同步交流发电机及全套辅助设备。 每台发电机及其辅助设备必须是全新的、完整的、成套的，应包括下列零部 件（但不限于此）： a) 定子(包括基础部件及予埋件 )； b) 转子； c) 发电机轴； d) 集电装置； e) 推力轴承及导轴承； f) 机架(包括基础部件及予埋件 )； g) 通风冷却系统； h) 润滑系统； i) 机械制动停机系统和顶起装置； j) 测温、测压及电气仪表和监测系统及盘柜；电气自动化元件及有 关控制系统和盘柜、端子箱； k) 灭火系统(包括监控装置)； l) 测速装置及轴电流保护等附属设备； m) 主引出线及中性点引出线的绝缘母线 (其引出长度和高程、相间 距及与封闭母线的连接等最终在设计联络会确定 )； n) 机坑内的照明系统； o) 梯子、栏杆、盖板装置； p) 管路及阀门装置。 (2) 提供必要的永久性通道和巡视设施，如门、平台、楼梯和、格栅及端 子箱。 (3) 条款未提及但确为机组安全、正常运行所必须的其它设备或元、器件 和备品备件。 (4) 其它 a）提供合同设备内连的所有的管路、阀门、电线和电缆、电缆管和 管道至所规定的接口。管道的接口在机坑外 1m处第一对法兰。 b）提供定子和转子起吊专用工具以及合同设备在电站内安装、维修、 拆卸和重新组装所要求的必需的专用设备、材料、配件、零件、 滑轮和所需的其它设备。 c）提供本合同中规定的备品备件、专用工具 及卖方推荐的备品备件、 专用工具。 (5) 提供在工地卸货时有特殊要求的必需的起吊专用工具，工地卸货所需的 起吊专用工具应尽量与电站厂房内起吊专用工具相同，并应在需起吊有关大 型部件前供货。 凡构成永久设备的相关辅助材料，如油漆、密封件、密封胶、螺栓锁定胶等 均应由卖方随合同设备交货时提供，且应有 10%的余量。工地所需的焊条、 焊