中小型水電站水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)實(shí)際電站改造中的應(yīng)用

為了研究影響中小型水電站水輪機(jī)優(yōu)化選型的主要因素,根據(jù)中小型水電站的特點(diǎn)及代表水輪機(jī)技術(shù)特性的各參數(shù)之間的相互關(guān)系,論述了水輪機(jī)考慮抗磨蝕和運(yùn)行穩(wěn)定性時(shí),其技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)選擇和優(yōu)化的方法、途徑,并對(duì)信息技術(shù)用于水輪機(jī)的選型和優(yōu)化做了初步探討。

根據(jù)作者從事小型水電站設(shè)計(jì)工作的經(jīng)驗(yàn),提出了在高原地區(qū)小型水電站的水輪機(jī)設(shè)計(jì)選型工作中應(yīng)注意的一些問(wèn)題。同時(shí)針對(duì)高原地區(qū),如何提高小型水輪機(jī)的應(yīng)用技術(shù)水平,選用較優(yōu)秀的機(jī)型,提出了一些觀點(diǎn)和看法。

開(kāi)發(fā)河段水利資源和開(kāi)發(fā)利用情況不同,水電站的工作水頭和引用流量范圍也不同,而水輪機(jī)由于自身能量特性、汽蝕特性和強(qiáng)度條件的限制,每種水輪機(jī)適用的水頭和流量范圍比較窄,只有在這窄區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,才具有良好的性能。

我國(guó)有相當(dāng)一部分軸流式水力機(jī)組空蝕破壞嚴(yán)重、運(yùn)行穩(wěn)定性差、綜合性能指標(biāo)較低，亟待改造，在不改變水工建筑物和流道的限制條件下，提高低水頭水能資源的利用效率以及提高水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性具有非常重要的意義。

水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)是水電站設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，以往都是靠人工計(jì)算，速度較慢，不能很好地滿足水電站設(shè)計(jì)的要求。本文在中小型水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)方面做了一些研究，并且據(jù)此開(kāi)發(fā)出了水輪機(jī)選型軟件包，大大加快了水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的速度和精度，使電站設(shè)計(jì)人員能用更多的時(shí)間用于技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

水輪機(jī)在含沙水流中運(yùn)行時(shí)，常遭到泥沙磨損和磨蝕破壞。本文主要介紹作者近年來(lái)在中小型水電站，對(duì)水輪機(jī)的易磨蝕部件進(jìn)行修復(fù)、修型、改型等抗磨蝕措施方面的實(shí)踐情況。通過(guò)綜合治理，使水輪機(jī)出力增加，抗磨蝕性能提高。

本文主要介紹作者近年來(lái)在中小型水電站，對(duì)水輪機(jī)的易磨蝕部件進(jìn)行修復(fù)，修型，改型等抗磨蝕措施方面的實(shí)踐情況。

本文一方面介紹了小型水輪機(jī)設(shè)計(jì)選型的方式和方法,另一方面探討了交界水頭段的水輪機(jī)的型式選擇。對(duì)小型水電站水輪機(jī)實(shí)際選型設(shè)計(jì)工作有一定指導(dǎo)意義。

小型水電站水輪機(jī)選型是一項(xiàng)重要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方案的比較工作,如何選擇經(jīng)濟(jì)、可靠、性能穩(wěn)定的水輪機(jī)設(shè)備是關(guān)系到小水電站建設(shè)投資和后期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。結(jié)合實(shí)例對(duì)農(nóng)村小水電站水輪機(jī)選型的計(jì)算方法作了詳細(xì)介紹。

在中小型水電站運(yùn)行過(guò)程中,當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí),可以通過(guò)設(shè)置調(diào)壓閥來(lái)代替調(diào)壓井的作用,使水輪機(jī)調(diào)節(jié)保證計(jì)算中的壓力上升率及速度上升率在規(guī)定范圍內(nèi).水輪機(jī)調(diào)壓閥的應(yīng)用,不僅可以確保機(jī)組安全運(yùn)行,而且具有節(jié)約投資加快水電建設(shè)需要等優(yōu)勢(shì)。

在分析了我國(guó)中小型水輪機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)的必要性和可行性后,對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮的問(wèn)題和改型設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。

作者通過(guò)對(duì)我國(guó)中小型水電站發(fā)展現(xiàn)狀的論述,分析了在中小型水電站技術(shù)改造中水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)的必要性和可行性,并結(jié)合當(dāng)今科技的發(fā)展對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)、強(qiáng)度分析、測(cè)試和成型的新技術(shù)進(jìn)行了初步探索

小型水輪機(jī)由于存在設(shè)計(jì)不合理、技術(shù)手段落后、機(jī)電設(shè)備陳舊老化和效率低等問(wèn)題,具有改造的必要性。從小型水電站水輪機(jī)存在的主要問(wèn)題出發(fā),提出了水輪機(jī)改造的措施、改造的技術(shù)途徑,以及在改造中應(yīng)注意的問(wèn)題。并由此指導(dǎo)工程實(shí)際,得到了滿意的結(jié)果。

該文根據(jù)福鼎市小型水電站水輪機(jī)技術(shù)改造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了小型水輪機(jī)技術(shù)改造的具體做法。

中小型水電站技術(shù)改造是水電事業(yè)發(fā)展的重要組成部分,本文通過(guò)對(duì)我國(guó)中小型水電站發(fā)展現(xiàn)狀的論述,分析了在中小型水電站技術(shù)改造中水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)的必要性和可行性,并介紹了當(dāng)前水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)、測(cè)試和制造方面的新技術(shù)。

中小型水電站技術(shù)改造是水電事業(yè)發(fā)展的重要組成部分,本文通過(guò)對(duì)我國(guó)中小型水電站發(fā)展現(xiàn)狀的論述,分析了在中小型水電站技術(shù)改造中水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)的必要性和可行性,并介紹了當(dāng)前水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)、測(cè)試和制造方面的新技術(shù)。

雖然我國(guó)一些大型水電站的相關(guān)設(shè)施設(shè)備都比較的完善,運(yùn)作較為的快速,但是我國(guó)中小型水電站仍然占據(jù)著一定的比例,為我國(guó)大部分的地區(qū)和城市供應(yīng)著電力,這些地區(qū)和城市的水電站運(yùn)行效率還是比較低下,機(jī)電設(shè)備老舊,對(duì)能源浪費(fèi)較大。因此,對(duì)部分中小型水電站水輪機(jī)的增效擴(kuò)容進(jìn)行改造,從而幫助這些中小型水電站提高工作效率,本文將以一個(gè)中型水電站為例,了解該水電的運(yùn)作現(xiàn)狀,從而找出幫助其增效擴(kuò)容的措施和辦法。

結(jié)合工程實(shí)例,介紹了高水頭水電站的水輪機(jī)選型過(guò)程,并采用綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)法,列出了不同的影響評(píng)價(jià)指標(biāo),綜合各指標(biāo)的影響程度,最終確定了水輪機(jī)機(jī)組的設(shè)計(jì)方案,為高水頭水電站的水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)思路。

水輪機(jī)是水輪發(fā)電機(jī)組的心臟,決定著水電站的經(jīng)濟(jì)效益。為了充分利用水資源,使水電站高效運(yùn)行,就必須對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行改型,特別是轉(zhuǎn)漿部分,通過(guò)改型來(lái)增加電站容量,改善機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)相關(guān)部門(mén)對(duì)水輪機(jī)的改型設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析研究,以期為水輪機(jī)的改型設(shè)計(jì)提供理論依據(jù),促進(jìn)水電站技術(shù)改造工作的順利進(jìn)行。

石門(mén)水電站運(yùn)行水頭范圍為154~234m,屬于高水頭水電站,此水頭段適合的水輪機(jī)最佳型式為混流式水輪機(jī)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)公式及資料,并參照國(guó)內(nèi)外相近水頭段已建電站的主要參數(shù),通過(guò)綜合分析比較,確定水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速、比速系數(shù)、單位轉(zhuǎn)速、單位流量和空化系統(tǒng)等機(jī)組參數(shù),選擇合適的模型轉(zhuǎn)輪,并以此作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),從而確定電站機(jī)組臺(tái)數(shù)、額定轉(zhuǎn)速及安裝高程等。本階段與招標(biāo)后機(jī)組參數(shù)的對(duì)比情況,以及石門(mén)水電站后期的安全穩(wěn)定運(yùn)行,均表明石門(mén)水電站水輪機(jī)參數(shù)選擇是合理的,可為高水頭段的水電站水輪機(jī)參數(shù)選擇提供設(shè)計(jì)參考。

電站水頭變幅不大,因此在額定水頭選擇方面,盡量減少最小水頭容量受阻的可能,在機(jī)型選擇方面,考慮到中小水電的轉(zhuǎn)輪開(kāi)發(fā)研制存在很大的難度,因此重點(diǎn)選用成熟的轉(zhuǎn)輪,并選擇適合于本電站的機(jī)組轉(zhuǎn)速,同時(shí)優(yōu)選機(jī)組結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì).

電站水頭變幅不大,因此在額定水頭選擇方面,盡量減少最小水頭容量受阻的可能,在機(jī)型選擇方面,考慮到中小水電的轉(zhuǎn)輪開(kāi)發(fā)研制存在很大的難度,因此重點(diǎn)選用成熟的轉(zhuǎn)輪,并選擇適合于本電站的機(jī)組轉(zhuǎn)速,同時(shí)優(yōu)選機(jī)組結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)。