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水府庙水电站水轮机选型方案

文档名称:水府庙水电站水轮机选型方案
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上传者:qwertyu
添加时间:2019/05/07
内容摘要:
第12期(总第95期)
中国水能及电气化
No 12 ( TOTAL No95)
2013年1月
China Water Power&Electrification
Jan,2013
水府庙水电站水轮机选型方案
周艳辉,谢智树,朱柱霞?,王鑫2,彭忠年2
(1.湖南省水府庙水电站,湘潭市411424:2.中国水利水电科学研究院,北京100038)
摘要:水府庙水电站机组原HL365LH230水轮机为低水头混流式,在水力设计与性能方面存在缺
陷。水电站在增效扩容改造工作中,根据现有水力条件,确定了水轮机组改造的基本技术要求,确定
了水轮机技术政造方策。实际运行效果显示,技改后水轮机出力及运行稳定性得到了显著提高。
关键词:水电站;增效扩容改造:水轮机:选型
中图分类号:TV742
文献标识码:B
文章编号:1673-8241(2013)01-0094-04
湖南省水府庙水电站位于湘江支流涟水中
(2)机组过流部件磨损严重。电站投运至
游双峰、湘多、娄底三县(市)交界处的溪口,今已超过设计使用年限,转轮磨损、汽蚀愈来
是集灌溉、防洪、发电、供水、旅游、养殖等愈严重,叶片翼型偏离设计型线,水轮机效率
综合效益于一体的大型水利枢纽工程。水库控降低,耗水率高,机组运行中振动不断加大
制流域面积3160平方公里,总库容5.6亿m
(3)选型与电站实际情不符。经多年
有效库容3.7亿m3,为不完全季调节水库,灌运行经验和重新核算,电站实际额定水头在
溉面积100万亩。1958年9月动工修建,196024.0m左右,而原选型HL365水轮机设计水头为
年9月第一台机组投产发电。电站为坝式水电27.7m,两者相差较大,导致水轮机无法在最优
站,安装4台立式混流式水轮发电机组,单机工况运行,不利于电站经济运行。
容量为7.5MW,总装机容量为30MW
2水轮机技术改造方案
水轮机改造的必要性
2.1改造基本技术要求
(1)能量指标偏低。电站原HL365-LH
考虑到电站现有设备的实际情况以及土建
230水轮机为低水头混流式,属于套用美国工程等因素,在不改变水工建筑物、引水系统
30~40年代技术的机型,仿原苏联模型PO-365及水轮机蜗壳、座环和尾水管等埋入部分的前
产品,相当于国产HL365型号产品,在水力设提下,采取更換水轮发电机组其它部件,以达
计与性能方面存在缺陷,目前已属于淘汰机到明显提高机组运行效率的方案。设定在额定
型。并且由于受当时生产工艺、加工水平和生水头H=24m时,发电机出力增容至9MW左右
产能力的限制,水轮机实际额定点效率达不到的目标,并保证水轮机的空化、机组的飞逸转
设计要求。
速、稳定性等其它技术指标的安全可靠。水轮
作者简介:周艳辉(1972),男,工程师湖南省水府庙水电站生产技术科科长,主要从事水电站生产技术管理工作。 Email: sfimzhyh@126com
94「中ー水能及电气化 CHINA WATER POWER& ELECTRIFICATION
农村水电增效扩容改造试点专辑
Album of Rural Hydropower Efficiency Expansion Reconstruction Pilot
机技术改造的特征水头为:最大水头27.5m
质转轮厂-3920
最小水头17.5m,加权平均水头为24.62m,额
定水头为24m。
舞处理
2.,2参数的选择
受水轮机埋入部分结构尺寸与电站装置空
化系数的限制,技改机组仍然采用导叶相对高
度为b-0.391D2的混流式水轮发电机组。
技改后的水轮机额定水头初步选定为24m,
机组额定转速选定为187.5r/min以下。在水头
图1JF3920A-LH-230水轮机流道简图
为24m时,水轮机出力N达到9.0MW,相应的发
电机组出力N为8.TMW;在水头为24.6m,水轮
对JF3920A-LH-230型水轮机的导叶区
机出力N达到9.4MW,相应的发电机组出力N。转轮区和尾水管内部进行CFD流场分析,根据
为9MW。
CFD分析结果及经验,预估的JF3920A-35水轮
机组的运行特点为带基荷运行,因此在选机模型综合特性曲线、JF3920A-230运转综合
择技改水轮机的水力参数时,应尽量使水轮机特性曲线如图2所示。技改水轮机的主要性能
的主要运行工况位于水轮机性能最优区。
参数如下
2.3改造方案
A.水轮机型号及额定转速
目前国内开展水头段低于40m的混流式
JF3920A-LH-230、=166.7r/min
水轮机转轮的研发较少,因此无法选择已有
B.水轮机最优工况参数
转轮模型。中国水利水电科学研究院于2011
mlo-74.23r/min,Q1o=-1.294m/s
年完成了应用于20~45m水头段的JF36系列
7m-94.3496
(b。=0.365D1)新型水轮机开发研究试验,转
C.额定工况参数
轮的模型最优效率突破了94%,达到国内领先
H=24mn'=78.26r/minQ,=1.678m'Ss,
水平。本次技术改造选择了中国水利水电科学
2-4349m/sn=885%m~88.0%
院提供的两种转轮技改方案,并进行了比较。
o=0.24n.=298.5m-kW
方案1:选择JF36系列中的JF3635D型转
水轮机出力:,=9.062MW
轮,转轮直径仍为D1=2300mm,机组的额定
发电机出力:N-8.7MW
转速为166.7r/min。
(取发电机效率n。96%,考虑到尾水管的影
本方案以水轮机埋入部分几何尺寸为约束响,水轮机原、模型效率修正值△n=m?m-0.5%,
条件,将JF3635D的导叶由原高度b=0.365D1下同)
延长至b。=0.391D1后作为技改水轮机的导叶,
D.机组出力达到9MW的最低水头及其工
并将JF3635D型转轮上冠和下环流线进口处进况参数
行局部修改,使之与导叶相匹配。同时对尾水
H-2479m n=77.01r/min
锥管进口作局部处理,使之与转轮出口相匹
21-=1.644m/s-43.3m2/s
配。修改后的水轮机型号命名为JF3920A-LH
7,-890%a-885%m=0.225
230,水轮机流道如图1所示
水轮机出力:N=9.375MW
CHINA WATER POWER& ECTRIFICATION中国水及电气化」95
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