田坝水电站水轮机选型及结构设计.pdfVIP

72 2012年 5月 中国制造业信息化 第41卷 第9期 田坝水电站水轮机选型及结构设计 林其文 (江苏航天水力设备有限公司，江苏 高邮 225600) 摘要：根据田坝水电站的水头参数、泥沙含量及运行情况，在水轮机选型时充分考虑能量特性、汽 蚀特性及稳定性等方面的因素，选用2种转轮直径(两大一小)的水轮发电机组。在水轮机结构 设计时，考虑到机组均属于中高水头小型水轮机 ，对水轮机的强度、刚度和狭小空间及抗磨蚀方 面有着特殊的要求，因而在结构、材质及制造方面相应地采取了一些措施。 关键词：中高水头；水轮机 ；选型；结构设计 中图分类号：TH122 文献标识码 ：B 文章编号：1672—1616(2012)09—0072—04 田坝水电站属于中高水头小型电站，电站的泥 调节灵活，安全可靠；尽可能选择较小尺寸的水轮 沙含量也较多，在选择水轮机参数时不能简单地追 机。 求经济效益，应当综合考虑各种因素，才能保证电 水轮机 的效率是评价水轮机能量特性的重要 站的正常运行。 指标，直接影响水电站的经济效益。因此转轮应选 电站所装 3台水轮机皆属于小型机组，转轮直 用效率高、高效区宽的模型。对于中高水头电站机 径为 1．2m(大机)和 1．0re(d,机)，出力为8．33MW 组来说，稳定性非常重要，为此转轮压力脉动应相 (大机)和 5．20MW(小机)，出力较大，机器 内部空 对值较低，过大的压力脉动可能引起机组的振动， 间小，布置困难，本文在如何兼顾水轮机强度、刚度 危害机组的稳定运行。 与狭小空间以及水轮机抗磨蚀方面，在结构、材质 额定转速的选择不仅要保证水轮机获得较高 及制造工艺上采取了一些措施。 的加权平均效率，而且也要防止在高水头工况下， 其单位转速偏离最优单位转速过多，以避免导水机 1 电站概况 构出来的水流对转轮进 口的冲角过大，引起水力脱 田坝水电站位于陕西省镇巴县楮河上，电站总 流，甚至产生附加压力脉动，从而影响水轮机的稳 装机容量21MW，保证出力 3．93MW，多年平均发 定运行。 电量6500万kw-h，开发方式为引水式，厂内装有 转轮直径的选择：主要受汛期来水的影响，保 3台混流式水轮发电机组，单机容量为 2×8．0+ 证不弃水或者少弃水；在额定水头工况时有超发的 5．0MW。电站最大水头 145．3m，额定水头 123．0m， 能力；为了提高水轮机过流部件抗磨蚀性能，考虑 加权平均水头 138．5m，多年平均流量 11．65m3／s，多 到泥沙对水轮机的磨损与水轮机流道的流速和流 年平均含沙量1．942kg／m3。电站装2台大机和1台 态有关，所以适当减低水轮机的比转速 7／，以降低 小机，为了在汛期不弃水或者少弃水，要求大机能够 水轮机过流表面的水流速度 ，特别是水轮机转轮出 超发 10％，同时为保证 电站在枯水期不停机，要求 口流速不能超过 38m／s。 小机在保证流量下能够正常发电。 综合上述因素，确定本电站的水轮机为 2台 HLJH45一LJ一120(大机)和 1台HLJH45一LJ一 2 选型设计 100(小机)。 2．1 选型措施 HIjH45一LJ一120水轮机基本参数如下：额定 选型的目的主要是：具