小型水电站水轮机中水轮机部分观后感100字

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-30 02:03 标签： 水电站水轮机

中小型水电站水轮机水轮机进行技术改造能够有效地提高水轮机的运行安全性与可靠性，提高水头水能 资源的利用效率进而提高中小型水电站水轮机的综合效益。文嶂对中小型水电站水轮机水轮机技术改造进行了 探讨 关键词：中小型水电站水轮机；水轮机 ；技术改造；水能资源利用；机电设备 文献標识码：A 中图分类号：T K 7 3 0 文章编号：1 0 0 9 — 2 3 7 4( 2 0 1 5 ) 1 5 — 0 0 3 4 — 0 2 D O I ：1 0 ． 1 3 5 3 5 ／ j ． c n k i ． 1 1 — 4 4 0 6 ／ n ． 2 0 1 5 ． 1 5 ． 0 1 7 1 概述 水能是一种清洁、可再生能源 ，水能资源的开发对 于振兴地方经济 、提高人们生活质量水平具有非常重 要的作用中小型水电站水轮机是我国水电建设 的重要组成部 分，但是由于当时设备制造工艺水平 以及設计水平的限 制再加上运行人员的技术水平相对较低，中小型水电 站经过多年的运行 出现了许多安全隐患，为了保证中 小型水 电站能夠安全、稳定地运行亟需对水轮机进行 技术改造。 2 中小型水电站水轮机水轮机运行中存在的问题 2 ． 1 水轮机选型问题 中小型水电站水轮机早期建设中可供选择水轮机的型号相 对较少并且一些中小型水电站水轮机的管理人员也不重视水 轮机 的设计参数是否满足水电站水轮机嘚实际运行水平，这就 导致一些水 电站的额定转速或者水头选择不当、水轮机 转轮直径不合适等导致水轮机的性能参数和水 电站的 实际運行参数不相匹配，导致水轮机在实际运行过程中 出现噪声较大、振动较大、耗水量多、运行效率低、发 电损失大等 问题 严重地影响了沝轮机的使用寿命 。 2 ． 2 发电机和水轮机不配套 一 些中小型水 电站的水轮机输出功率超过了发电机 的额定容量导致形成 了 “ 大马拉 小车”嘚现 象，这 样既增加 了发 电机 的压力 也抑制了水轮机组的出力， 影响水轮机和发电机的使用寿命还有一些中小型水电 站水轮机的出力尛于发电机的额定容量 ，导致形成 “ 小 马拉大车”的现象既增加了运行损耗，又浪费了设备 容量 2 ． 3 空蚀破坏严重和多泥沙水轮机磨损嚴重 根据不完全统计显示，我国中小型水 电站中约有 3 0 ％ 左右的水轮机存在泥沙磨损 以及空蚀 问题，导致水 轮机出现进水阀严重漏水甚臸还会 出现无法正常停机 ． 3 4 ．- 和开机，部分水轮机的叶片 出现断裂或者裂纹问题 影 响水轮机的正常运转 。 2 ． 4 水轮机绝缘老化 一 些中小型沝电站水轮机的水轮机组由于长期运行 制造 以及安装质量较差，转子、定子等 出现绝缘老化严重问 题容易发生接地故障 ，影响水轮机組的正常运行 2 ． 5 保护装置落后，自动化水平相对较低 早期建设的中小型水电站水轮机由于受到当时技术水平 以及资金不足等限制，导致水轮机组在运行的过程中出 现保护拒动或者误动 问题 一些设备还会出现 问题 ，严 重地威胁水 电站的安全运行 导致巨大的经济损失。 3 Φ小型水电站水轮机水轮机技术改造的方法分析 3 ． 1 摸清状况 认真总结 一 些中小型水电站水轮机在运营的过程中，积累和总结了 许多运营與检修经验但是由于人员变动或者资料管理 不善等因素，导致水电站水轮机水轮机的设计图纸残缺不全 还有一些机组上的铭牌 己丢失，再加上当时水轮机的制 造水平相对较低许多设备的水平不能够满足设计图纸 的相关要求。因此中小型水 电站水轮机的技术改造工 作 ，应该认真、全面地做好原始资料的搜 集和分析工 作 例如摸清水 电站实际运行的机电设备的主要参数、 弃水量、来水量、水头 以及运行檢修等的具体状况，通 过认真总结之后才能够对水轮机进行针对性的技术改 造 ，并获得具有成效的改造成果 3 ． 2 新技术的应用 在技术改慥的过程中应该采用动态特性分析技术和 性能预估技术 ，在设计阶段全面地掌握设计水轮机的动 态特性以及水力性能及时、准确地对设計进行调整与 修改。同时采用模压成型技术、数控加工技术等，能 够保证表面粗糙度以及叶片在型线等方面的质量有效 地避免人为因素导致加工质量不 良问题的发生 。 3 ． 3 转轮设计参数的调整 根 据水 电站 的实际运行状况 与来水量降低额 定水 头降低额定功率，选择适 当的噺型转轮 以及参数以 此将水轮机调整至最佳状态，提高水轮机的运行效率 发电量也随之增加。通过对转轮的设计参数进行调整 例如增大设计流量、提高设计水头，然后在原流道的技 术上进行转轮的专 门设计 能够增加水轮机处理 ，提高 水轮机效率 有效地提高顺轮机嘚综合水力性能。 3 ． 4 转轮的技术改造 采 用现代理论对原 水轮机叶片 的外形进 行技术改 造 以此实现水轮机水力性能的提高，例如在保证强喥 的前提下修整水边这样 能够有效地 降低叶片出水边卡 门涡形成 的概率 ，有效地改善水轮机 的运行质量；在叶 片轮缘处增加抗空化裙边能够有效的增强水轮机的抗 空蚀性能。对于年久失修、部件损坏或者磨损严重 、空 蚀振动严重、出力下降的水电站水轮机应该及时地哽换新的 水轮机；对于泥沙较多的水电站水轮机，必须根据过机含泥沙 以及泥沙量的多少选择抗磨性能好、抗腐蚀性能好的 不锈钢转轮 ，这样能够有效地提高出力以及效率同时 还能延长水轮机的使用寿命，有效地提高水 电站的综合 经济效益和社会 效益此 外，还应该开發和应用新转 轮采用多 目标优化算法 ，采用多样化的优化方法综合 考虑水轮机的压力脉动特性、空化特性、能量特性等 实现对水轮机嘚三维设计 ，该种根据水 电站实际运行参 数而进行的 “ 量体裁衣”式的设计方式能够显著地提 高水轮机 的出力效率 、抗空化能力，显著嘚提高水轮机 组的运行可靠性 3 ． 5 水轮机主要构件的技术改造 对于 中小型水电站水轮机来说，水轮机主要构件的技术改 造也是非常必要 的水轮机主要性能参数和 电站实际运 行参数不 匹配、噪声大、振动大、空蚀严重 、效率低、 机组 出力不满、温升高、水轮机处于非最优运荇状况， 通过对水电站水轮机水轮机的主要构件进行技术改造 能够显 著地提高水轮机 的运行参数 ，有效地提高水轮机的运行 效率 提高沝电站水轮机的发电量，增加水电站水轮机的综合效益 3 ． 6 水轮发电机组的改造 水轮发 电机 组的改造主要包括 以下三个 方面：其 一 ，对于哆泥沙 的水 电站 在进行水轮机组技术改造 时，应该考虑水轮机 的过机含沙量并合理地改进导水 叶型线 ，科学地增加导水叶分布 图相对矗径 降低以及 均化导叶流速，然后采用耐磨的新材料和新工艺这样 能够保证水轮机的安全运行；其二 ，对于流量和水头比 原设计

试论小型水电站水轮机水轮机选型的设计要点

 　摘要： 本文一方面介绍了小型水轮机设计选型的方式和方法另一方面探讨了交界水头段的水轮机的型式选择。对小型水電站水轮机水轮机实际选型设计工作有一定指导意义 

　　关键词： 小型水电站水轮机；水轮机；选型设计  

　　1 小型水轮机设计选型的方式和方法 

　　在对水轮机进行选型时，其核心思想在于能否合理准确的确定出水轮机的一些关键参数尽管小型水轮机能够产生的能量有限，但是却影响着由其组成的小型水电站水轮机的运行效益然而水轮机的运行效益在很大程度上受一些参数左右[2]。水轮机参数的确定方法主要有两种其一是参照现有水轮机模型相关数据资料或通过对比水轮机型谱来确定应选水轮机，其二是借鉴应用实践经验并依据比轉速，结合统计比较法来选择出应选的水轮机参数以上两种水轮机选型方法，其全面性均有所欠缺例如参照现有水轮机模型相关数据資料或通过对比水轮机型谱来确定水轮机，经常会因资料不全无法甄选出参数更佳的机型；而借鉴经验，结合统计比较法来选择参数的沝轮机往往针对性不强，极易造成小型水轮机生产厂家的制造能力无法匹配应用要求[3] 

　　这种现象产生的根本原因在于市场和生产厂镓制造技术能力在很大程度上影响着小型水轮机选型工作。首先小型水电站水轮机成本投入不大，建设周期相对较短厂家能够获取的利润空间较小，因此一般不会针对特定水电站水轮机重新设计水轮机；其次，部分大型水轮机生产厂虽然掌握先进机型的制造技术但卻不屑于生产小型机组，而部分专业从事小型水轮机生产的厂家其制造能力和所掌握的的生产技术也有限。此外部分中小水轮机设计院，其所掌握的转轮模型和设计技术较为落后而小型水电站水轮机设计周期短，投入小致使设备选型时出现厂家代替选型的现象。针對上述情况笔者通过查阅相关文献资料，并结合自身多年水轮机选型经验总结了一些小型水轮机选型的设计要点，其具体如首先下： 

　　首先在对小型水轮机进行选型设计工作时，一般选取技术相对成熟并已经投放过市场的机型因此，选型设计人员应重点留意不同哋质环境下各水头段内已经投放运行的水电站水轮机所用的水轮机组收集这些机组的资料，并有针对性的关注融入新兴技术的机型资料其次，与小型水轮机生产商建立长期的沟通交流关系以便能够充分了解其生产技术与生产能力。最后优化选型设计思路。在项目可荇性评估过程中应结合水电站水轮机的基本参数，收集生产厂家的资料在经过生产制造能力摸底的基础上，预估出能够使水轮机保持良好运行状态的参数范围同时筛选出候选生产厂家及机型；招标过程中，应与水电站水轮机项目业主互相配合对各种水轮机组招标方案进行探讨，以确定出技术经济相对符合期望的机型此外，在小型水电站水轮机水轮机选型设计过程中应根据所具备的条件挑选出参數性能相对优越、经济性相对较好的方案，不可一味追求高参数投入运行的水轮机组还应对其进行后期跟踪，以了解其稳定性情况 

　　2 交界水头段的水轮机的型式选择 

　　不同于大型水轮机，交界水头段的小型水轮机在选型时需综合考虑水电站水轮机周围地质地貌、技術要求、经济能力等 

　　2.1 灯泡贯流式水轮机和轴流转桨式水轮机 近10年来，灯泡贯流式水轮机在我国被大量应用实践证明，相比于传统軸流转桨式水轮机灯泡贯流式水轮机在25米以下水头端拥有较好的经济性。其中灯泡贯流式水轮机应用过程中有以下几方面需要注意： 

　　①如果在一些峡谷或深山中建设水电站水轮机，因水电站水轮机所处的河道很窄导致洪峰流量相对较大，在很大程度上增大了水电站水轮机下游尾水位变幅因此要求洪水位需设计得较高。而如若仍选择灯泡贯流式水轮机即便采取卧轴布置方式，也无法避免因水电站水轮机下部开挖程度较大而大量增加 防洪土建成本的情况 

　　②灯泡贯流式水轮机制造起来比较困难，目前国内大部分中小水轮机生產厂家未能掌握较好的转轮模型且受设计水平、生产能力制约。在进行招标时应严格限制实力不允许的厂家参与。 

　　③部分引水式尛型水电站水轮机灯泡贯流式水轮机组GD2不够大，无法满足调保要求 

　　④不同于传统轴流转桨式水轮机，灯泡贯流式水轮机组在运行囷检修方面均不同 

　　2.2 轴流式水轮机和混流式水轮机 轴流式水轮机通常分为两种，分别是转桨式和定桨式其中定桨式水轮机主要应用於小型水电站水轮机中。其结构不复杂、造价成本低并且不会出现转轮漏油问题，但是因其结构问题其运行效率较低，稳定性有待提高此外，一些高海拔地区的径流式低水头电站因其流量变化大，会直接影响定桨式水轮机的运行效益造成水轮机空载运行或小负荷運行时振动较为剧烈，使实际流量大于初始设计流量增大了水头损失，即便在水轮机导叶全开的情况下仍然不能以额定功率做功。因此轴流定桨式水轮机应尽量应用于转轮直径小于2米的情况下。 

　　混流式水轮机主要应用于低水头小型水电站水轮机中其机组选价相對较高，但是空化性能优越Hs值也比较大，安装机组时高度较高因此土建成本较低。相比于轴流定桨式水轮机混流式水轮机运行过程Φ的稳定性较好。同时当其处于高尾水位工作环境下不会出现定桨式水轮机的抬机问题。 

　　近些年轴流式水轮机经过不断研发与创噺，大大提高了其运行效率和稳定性并且因其负荷调节具有较大的范围，可以有效缩减机组数量降低了机组选价，虽然其做功受空化條件影响但不可否认的是在汛期下游尾水较高时，其出力裕度仍然比混流式水轮机出色此外，轴流转桨式水轮机通过合理增大转轮直徑和抬高水轮机组安装高程能够使其应用于小型水电站水轮机时增强其空化性能，虽然其Hs值较小土建成本较高，但是其发电机的造价楿比混流式而言极低且能保持较大的出力裕度。综合比较轴流式水轮机相比混流式水轮机具有投资成本小的优势。 

　　2.3 水斗式水轮机與混流式水轮机 由于我国高水头混流式水轮机受设计水平、制造能力、原材料加工技术制约使得上世纪80年代以前小型水电站水轮机主要應用水斗式水轮机。而随着我国设计制造水平的提升高水头混流式水轮机已经逐渐应用于高水头水电站水轮机中。相比于水斗式水轮机混流式水轮机因其采用了大轴颈导师叶、高刚度顶盖以及长、短叶片转轮结构，提升了抗磨蚀性和运行稳定性并且其机组造价低相对較低，运行水头可达500m但将其应用于小型水电站水轮机时，还需注意以下问题： 

　　①高水头混流式水轮机Hs值通常为负值机组安装高程極低，遇到深山峡谷土建成本很高。 

　　②高水头混流式水轮机转速很高当机组容量设计不够大时，极易出现转速超出额定范围需偠重新增大转轮直径以降低转速。加大经济投入的同时还会降低运行效率与稳定性。 

　　随着国民经济和国家现代化进程的迅猛发展使得在城市化建设中需要越来越多的水电工程，通过掌握小型水轮机设计选型的方式和方法并了解一些常见各类交界水头段水轮机性能嘚优缺点，对于提升小型水电站水轮机运行效率和经济效益而言至关重要 

　　参考文献： 

　　[1]李佳新，王国伟.浅谈混流式水轮机转轮的設计方法及其设计细则[J].中国水利水电技术应用2011（8）；187-188. 

　　[2]傅文杰.试谈水轮机组的选型设计实践[J].吉林广播电视大学学报，2011（01）：33-35. 

　　[3]王春暖.中小型水电站水轮机水轮机选型设计评述[J].水电站水轮机机电技术2010（02）：15-17.

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