云南黄角树水电站水轮机的机型选择.pdf

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1、72机电技术2013年10月云南黄角树水电站水轮机的机型选择陈立春(福建南电股份有限公司，福建南平353001)摘要：水轮机选择是水电站设计的重要组成部分，它不但直接关系到水电站的投资、建设速度、电站保证出力、发电量和预想出力，而且对水电能源的利用，今后水电厂的运行经济性、可靠性和灵活性都有直接的影响。文中根据云南黄角树水电站泥沙较多，粒径较大的特点和具体要求，按照水轮机参数的统计规律并多方案比较，对机组参数的合理取值进行了初步分析。最后选取两种转轮，从能量、空蚀、稳定性等几个方面进行分析比较，优选出电站的最佳机型方案。关键词：黄角树水电站；水轮机；机型选择；比转速；泥沙；分

2、析比较中图分类号：TV734文献标识码：A文章编号：1672．4801(2013)05．072．041电站概述3．1水轮机选择原则黄角树水电站位于金沙江右岸一级支流牛栏效率、空化和稳定性是水轮机的三个最重要江下游，地处云南省昭通市境内。黄角树水电站的指标。效率关系到水能的利用程度，空化关系为牛栏江上第l0个梯级电站，上游距陡滩口水电到机组的寿命，而水轮机稳定性的重要性在于机站约17km，是牛栏江上梯级电站中最后一级电组能否安全正常运行。黄角树水电站水轮机主要站。本电站为混流式电站，地面厂房，工程任务参数的选取确定，充分吸收了以往同型号水轮机以发电为主。电站总装机容量为320M

3、W，装设4参数选择方面的经验，在满足电站要求，并基本台单机容量80MW的混流式机组。保证能量指标变化不大的前提下，将机组运行的稳定性和可靠性放在首位。为电站提供运行稳定、2电站参数性能优良的设备。2．1电站基本参数3．2比转速及比速系数装机容量：4x80MW；最大水头：177m；比转速是评价水轮机技术经济综合特性的加权平均水头：161m；额定水头：155m；最小水头：141m。一项重要指标，它综合反映了水轮机的能量、空化、效率、水力稳定性等特性。目前世界上普遍2．2泥沙特性采用比速系数值来表征水轮机的技术水平，而供水期最大平均含沙量20kg／m3；多年平均相应的比转速n值则代

4、表某水轮机在该水头段或含沙量3．30kg／m；推移质占15％；河流泥沙颗额定水头条件下的技术经济综合指标，并认为比粒级配表见表1。速系数／'／s·值是代表比转速的特性参表1黄角树水电站悬移质泥沙颗粒级配表数。国内外已建大中型混流式水电站统计回归曲粒径／mm线ns=2356．5及发展趋势预测曲线ns=47406项目——D均1．O00．50．250．10．050．010．005／H108．5)On图l所示。根据该两条曲线计算得小于此粒径百分比10099．9599．595855540O．03本电站的比转速n,=(156．3～179．9)m·kW。从比转速与单位参数的关系式=3．13

5、2·，2l2-3电站效率要求(Q1·叩)05可以看出，比转速与单位转速nl、单在全部运行范围内，原型水轮机最高效率不位流量Q】、及效率是成正比关系。选取较高的低于94．5％，相应的模型水轮机最高效率值不低单位转速玎可提高发电机的同步转速，减轻发电于93．5％。原型水轮机的加权平均效率不低于机重量，降低机组造价。但这往往会引起转轮出91．5％，相应的模型加权平均效率不低于90．5％。口相对流速上升，对水轮机的空化、磨损和运行3水轮机主要参数选择稳定性有不利影响，而且还会引起单位飞逸转速作者简介：NI,sZ~(1972-)，男，工程师，主要从事水轮机设计技术工作。第5期陈立春：云

6、南黄角树水电站水轮机的机型选择73高。而采用较大的单位流量Q-，可减少水轮机本身的尺寸，降低机组造价，同时可缩小厂房占地面积，减少土建投资，但过高的单位流量又往往会导致过流速度偏高，特别是轴面流速偏高，恶化水轮机的综合性能。所以如何合理地分配单位转速和单位流量，对水轮机的选型来说至关重要。根据本电站水头，初步筛选出符合本电站的模型转轮f其单位转速在65r／min左右，单位流量。50∞，0200蚰

7、00。柏。‘如5oD00，【_，在0．5左右，最优效率均在93．5％以上)计算结果如图1大中型混流式水轮机水头与比转速关系统计曲线表2所示。以大致相同的比率上升及转动部件的离心应力升

8、表2符合本电站的模型转轮初步计算结果表通过表2比较发现选出的比转速在142．4～位流量大概在450～520L／s之间，直径约156．8in·kW之间，比速系数1772．9～1952．1之3．o~3．2m；当降低两档转速即250r／min时，水间，同步额定转速为272．7r／min和300r／min。轮机单位流量大概在380～430L／s之间，转轮直径也大概在3_3～3．6m之间。3．3转轮直径及转速的选取综合考虑本电站的泥沙大的特点，本电站的采用较高额定转速，有利于减轻发电机质量，转速不可以按照正常转速