戈兰滩水电站水轮发电机组及其附属设备设计

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1、万方数据·42·水利水电工程设计珊限脏·2009年第28卷增刊戈兰滩水电站水轮发电机组及其附属设备设计高普新张维聚刘婕摘要李仙江戈兰滩水电站位于云南省普洱地区江城县，电站水头范围为75．3一跖．2m，共装设3台套单机容量150Mw的水轮发电机组。着重介绍戈兰滩水电站水轮机的主要参数选择及其主要结构特点。关键词机组选型附属设备戈兰滩水电站中图分类号愀．1文献标识码B文章编号100r7-6980(2009)增刊删2．03戈兰滩水电站为岸边式地面厂房，工程主要任务是发电，电站共装机3台单机容量150Mw的立式混流式机组。1电站基本参数1．

2、1主要动能参数电站总装机容量／MW450装机台数，台3机组单机容量(额定，最大)，Mw150，168．37保证出力，Mw79．85多年平均发电量，(kW．h)20．1粥×10s年利用小时数，h4镐51．2特征水位1．2．1水库特征水位正常蓄水位，m456．00校核洪水位，m457．29设计洪水位，m453．47死水位／m438．001．2．2坝下游特征水位正常尾水位，m最低尾水位，m1．3特征水头极端最大水头，m最大水头，m最小水头，m加权平均水头，m极限最小水头，m368．85365．91589．286．275．383．5260．

3、02可研设计阶段(电口)水轮机参数选择2．1水轮机型式的选择本电站水头范围为75．3．86．2m，可以选择的机型为混流式。由于极端最大水头眇．2m及极端最小水头60m出现的几率很小，故在水轮机参数选择时不予考虑，只是保证运行稳定性及强度设计要求即可。2．2水轮机额定水头的选择戈兰滩水电站加权平均水头为83．52m，电站运行水头75．3一踟m以下出现的频率约为13．29％，运行水头∞m出现的频率为21．cr7％，运行水头82—86．2m以上出现的频率约为65．64％，由此可见戈兰滩水电站水头有低水头出现机会少而高水头出现机会多的特点。

4、运行水头80一铂．2m占水头出现频率的86．7l％，按《水力发电厂机电设计规范》额定水头宜在加权平均水头的0．95—1．0范围内选取，即79．32—83．52m，取整后对额定水头∞，8l，82m进行比较，为便于分析，以m240D转轮模型资料为基础进行水轮机有关参数的计算和比较，计算结果见表1。衷l不同额定水头水轮机参数比较表从表1中可以看出：(1)戈兰滩水电站最大水头嘶．2m，最小水头75．3m。水头变幅小，其最大水头与最小水头的比值为1．145，小于1．5，当额定水头为∞，81，82m时，其最大水头与额定水万方数据高普新等·戈兰滩

5、水电站水轮发电机组及其附属设备设计·43·头的比值分别为1．078，1．064，1．05l，均小于1．15(目前国内外已运行的稳定性较好的水电站水轮机运行水头统计规律：最大水头与最小水头的比值小于1．5，最大水头与额定水头的比值小于1．15)，因此以上额定水头选择方案对水轮机稳定运行影响不大。(2)当额定水头分别为舳，81，82m时，其最大水头发额定出力时导叶开度‰分别为额定水头发额定出力时导叶开度口嘶的81．3％，83．3％，85．3％，各方案虽差别不大，但随着额定水头的增高，开度比增加，高水头状态转轮流态呈变好趋势，如果导叶开度

6、比60％为稳定运行下限，那么高水头时稳定运行的开度可调范围分别为：21．3％，23．3％，25．3％，随额定水头的增高也呈变宽的趋势。(3)当额定水头分别为踟，8l，82m时，转轮直径分别为4．70，4．66，4．62m，机组转速均为150r，ⅡliII，发电机型号不变，尾水管底板高程相差很小，引起的厂房变化也忽略不计，仅考虑水轮机投资差分别为O、一200万元、一384万元，投资随额定水头增高而减少，转轮重量分别为：65。67，64．1l，62．57t，随额定水头增高面略有减少。本电站要求水轮机具有超发10％出力的能力。相比较而言，

7、踟m额定水头方案的超出力能力最强。综上所述，额定水头为80m的经济指标最好，超出力能力最强，且本电站水头变幅小，高水头稳定问题不突出，尽管随额定水头的增高稳定运行范围呈变宽的趋势，但差别不大，故推荐额定水头为∞m方案。2．3选择的水轮机参数水轮机型号阿234一LJ一4∞极端最大水头，m最大水头，m额定水头，m最小水头，m极端最小水头，m额定出力，MwllO％额定出力，MⅣ发1lO％额定出力的最小水头加额定流量，(矗·s。1)额定转速，(r·m．m。1)飞逸转速／(r·m．m。1)额定比转速／(m·kW)比速系数额定工况点效率，％最高

8、效率，％加权平均效率，％吸出高度，m安装高程(导叶中心线)，m3供货的水轮机参数哈尔滨电机厂有限责任公司承担3台水轮发电机的设计、制造及成套供货，水轮机参数如下：水轮机型号台数，台转轮直径，m最大水头，m最小水头，m额定水头，m额定出