中小型水电站水轮机转轮改型设计的必要性和可行性

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1、中小型水电站水轮机转轮改型设计的必要性和可行性摘要：中小型水电站技术改造是水电事业发展的重要组成部分，本文通过对我国中小型水电站发展现状的论述，分析了在中小型水电站技术改造中水轮机转轮改型设计的必要性和可行性，并介绍了当前水轮机转轮设计、测试和制造方面的新技术。 关键词：中小型水电站 水轮机转轮 改型设计  １我国中小型水电站的发展现状建国以来，我国水电建设取得了巨大成就，据统计我国常规水腑电装机容量已达到7700×104ｋＷ窖，其中，中小型水电站4．5×104余蝗座，拥有机组7×104余台，总装机容诠量达2020×10

2、4ｋＷ，有近一半为蓓50～60年代制造的设备［1］。由于歧当时条件限制，这些电站的水轮机多数是ㄣ应用前苏联40～50年代的技术，制造技术落后，效率较低，过流能力差，总的畲能量指标偏低。加上大部分国产机组生产у于特殊年代，不按电厂各种条件而硬性套腹用定型图纸，或仅按模型试验的特定角度硬性规定设计，致使原来水力效率不高的乞转轮又偏离了高效率区。还有性能指标较低，如高效区狭小、振动区范围大、空化瘿性能差等，对机组的安全稳定运行产生了逃11/11严重的影响，很大程度上降低了电站设备欹的运行管理水平和效益。另外，由于大聒部分

3、电站已运行了三四十年，机组设备在镲性能和结构方面都已陈旧、事故增多、检班修频繁。长期运行已使过流部件磨损，特傧别是转轮、导叶等部件由于空蚀和磨损，璩叶型遭到破坏，间隙增加而使效率下降。瘦根据国外有关资料介绍，效率下降约为２逃％。特别是有些电站或由于当年是套用机伯组，或由于电站参数发生变化，使机组长帑期在低效率下运行，浪费能源，亟待早日硕解决。与此形成鲜明对比的是，近年来，铆随着国民经济的发展和人民生活水平的不瞵断提高，电力负荷峰谷差愈来愈大，增大瓿中小型电厂在电网系统中的调峰、调频能揲力也愈显重要。而电力系统越来越多地要

4、ê求水电机组特别是中小型水电机组担负调督峰、调频和事故备用任务，这样就增加了烩机组启动、停机次数，致使水轮机部件动囫载荷增加，运行条件变得苛刻，对那些设召备陈旧的老电站，担负这样任务显然力不匕从心。同时，近几年大电网对地方电网实珧行峰谷差价和峰电超计划加价政策，让电铷网中调节性能较好的水电站实行顶峰发电狗，多发电必将会显著提高地方电网的负荷期率和经济效益。２水轮机转轮改型的必该要性和可行性２．１水轮机转轮改型的勖必要性从我国水电事业的发展现状来看11/11，大批水电站存在的主要问题及产生的严硭重后果主要是长期以来水轮机

5、转轮的设计标制造与使用条件相脱节，主要表现在下面γ几个方面［2］：水轮机转轮效率低。婉水轮机效率是水轮机性能的重要指标，据步统计从50年代至今，水轮机效率每10羔年提高一个百分点，我国有一大批机组水が轮机转轮系国内50、60年代产品，与90年代国内外先进转轮相比，差距很大，真机效率约低2％～5％以上。造成可娉利用能源的巨大浪费。水轮机与水轮发ゴ电机选型不合理。“六五”以前安装的水鸾轮发电机组，由于设计条件限制，有些电赐站选择水轮机与发电机偏于保守，使水能搡不能充分利用，有些电站选择水轮机与发电机容量匹配不当，从而大

6、大限制了机组出力。水轮机运行可靠性差。水轮机受⑷当时设计、制造水平限制，水轮机抗空化不、抗磨损、抗振动性能差，经几十年运行嗒，一些机组空化、磨损、振动严重，运行紧条件恶劣、事故隐患不断增加。严重影响矧水轮机的可靠运行。自然条件的变化。近年来随着经济的发展，有些电站的上游大力发展耗水量较大的农业企业，工农业然用水量突飞猛进。另外，随着人们生活质耗量的提高，生活用水、环境用水、生态用㈨水等过去设计电站时忽略的部分消耗也一款天比一天增多。这样部分水轮发电机组经几十年投运，上、下游水位已发生较大变Э化，原有转轮运行已大大

7、偏离设计工况，髯11/11甚至无法正常运行。综上所述，８０年况代以前建设的一大批电站，由于机电设备双落后，技术老化，机组设计水平低，制造峤工艺差，技术参数低。以及部件老化机组帆出力受阻和自然条件的变化，已不能充分绺利用已开发的水力资源，从而造成水力资龄源的再度浪费。再加上电网调峰的迫切需乡要。如何提高已开发的水力资源的经济效债益和社会效益成为许多老水电厂面临的重婴大课题。众所周知，水轮机转轮水电站圬的核心设备。水轮机的水力性能、振动与蕻空化主要取决于转轮性能，转轮性能的优眇劣对合理开发利用水能、保证电网可靠性方面有着巨

8、大影响。因此，对老的水轮机冷转轮的更新改造势在必行。通过对水轮机珊转轮的改型，可提高机组效率，增加电站饣容量，改善机组运行的安全稳定性。２缶．２水轮机转轮改型的可行性首先，从赍经济的角度分析，开发新电站投资大、周Ⅶ期长，而进行水轮机转轮的增容改造由于不需要再建大坝等水工建筑物，故投资很哔少，见效很快，经济效益很高。