三峡工程水轮发电机组若干技术问题

长江三峡水电站是世界上在建的最大水电站。电站水头变幅大，汛期低水头运行，枯期高水头运行持续时间长。三峡要组的参数选择除应满足低水头时多发需要外，还应保证水轮机在高水头时稳定运行，为此对如何合理地确定水轮机设计水头和适当增大发电机容量以改善运行稳定性问题进行论述，并对机组结构型式和发电机冷却方式也作了分析研究。     

三峡电站水轮机的技术特点分析

单机容量７００兆瓦的三峡水轮机，是世界上最大容量的水轮机之一，但比已投入运行的７００兆瓦水轮机运行条件更为复杂，主要体现在水轮机运行水头变幅最大，达６１－１１３ｍ之间，超过世界上已投入运行的５０ＭＷ以上的水轮机水头变幅，其次轮机运行在高水头区（１０５－１１０ｍ）及低水头区（７５－８０ｍ）时间较长，且需适应初期和后期两种蓄水位运行条件，此外，由于长江汛期水量大，含沙量大，含沙量少，在调度运行中，水轮     

彭水水电站汛期机组出力提升研究

为更好发挥彭水水电站效益并保障机组安全稳定运行，在现有机组流道尺寸不变的前提下，利用理论分析、CFD数值模拟技术和水轮机模型试验等方法，分析了彭水水电站在汛期低水头下提高机组出力和部分负荷运行稳定性的可行性方案。结果表明：通过对水轮机转轮、活动导叶等关键过流部件进行优化改造，机组发额定出力对应的最小水头可以由原来的67 m优化到63 m,能够提高汛期机组发电调峰能力，并减少电站弃水；机组安全稳定运行的水头范围由原来的52.0～81.6 m优化为44.0～81.6 m,优化后的水头变幅H_max/H_min高达1.855,同时水轮机在全水头、45%～100%预想出力范围内均能稳定运行。     

石门水电站水轮机选型设计浅析

石门水电站运行水头范围为154~234 m,属于高水头水电站,此水头段适合的水轮机最佳型式为混流式水轮机。根据国内外统计公式及资料,并参照国内外相近水头段已建电站的主要参数,通过综合分析比较,确定水轮机比转速、比速系数、单位转速、单位流量和空化系统等机组参数,选择合适的模型转轮,并以此作为设计基础,从而确定电站机组台数、额定转速及安装高程等。本阶段与招标后机组参数的对比情况,以及石门水电站后期的安全稳定运行,均表明石门水电站水轮机参数选择是合理的,可为高水头段的水电站水轮机参数选择提供设计参考。     

三峡水电站装机规模单机容量水轮机参数选择及有关问题

大型水电站一般取第一台机组投产后的5年或10年作为设计水平年,三峡工程规模大、工期长,以取第一台机组发电后10年作为设计水平年为宜,照目前情况应取2015年作为设计水平年,根据电力规划以及葛洲坝水位的提高和调节库容的扩大可以满足下游通航水深要求,三峡水电站装机容量可扩大到2000万kW左右,单机宜选68～80万kW的机组较为合理,三峡水库运行受防洪、泥沙等因素制约,采用蓄清排浑方式,汛期与汛后水头变化大,初期低水头发电长达8年之久,加上长江水中泥沙对水轮机磨蚀,使最优效率点水头的选择比较困难,从运行可靠出发,将最高效率点水头选择靠近汛期水头,以减少气蚀、泥沙联合磨蚀,并限制其在高水头下的运行小时数较为现实可行,初期发电机组台数少、水头低。如何加大水轮机单位流量,尽可能多地利用长江充沛的水量;提高水轮机低水头发电的效率,早发电、多发电是进一步研完的重要课题之一。     

用于流量变化大的双转轮混流式水轮机

论文描述了水头和流量有一定变化范围的小水电站,应用水平轴双转轮混流式水轮机相对于传统的单转轮水平轴或竖轴水轮机方案的优点。 独立控制的导叶装置(应用于低水头)或者筒形阀(高水头时效率更佳)允许关闭双转     

冲击式水轮机铸焊转轮焊缝裂纹的分析与处理

龙泉市瑞祥一级水电站是一座混合式开发的高水头水电站，设计水头为318m，总装机容量为1200Okw，装设2台CJA。。，－W－140／2X14型卧式单轮双喷嘴冲击式水轮机．该机由哈尔滨电机厂设计，金华水轮机厂制造．CJA。。，转轮是在由苏联引进的CJ‘。；转轮基础上改进的，具有噪声低效力高的特性．瑞洋一级水电站于1988年10月投产试运行到1989年8月份停机检查时，发现2台水轮机转轮水斗根部焊缝大部分有微裂纹出现，其中最大裂纹深度为35mm左右，宽度为0．02mm，长度为整条焊缝．经返厂重新施焊后，运行9年多来，多次检查均未发现异常现象…     

三峡电站的动能特性

三峡电站具有不同于其它水电站的动能特性，其特殊性表现在高、低两段水头是获得电量的主要水头区间，同时也存在着各自的特殊问题，即高水头、部分开度的稳定性；低水头、大开度的泥沙磨损。这一特殊性将对三峡机组参数选择及水轮机水力设计产生重大影响。     

天生桥一级水电站水轮机振动原因分析

天生桥一级水电站于2000年底全部投产发电以来，4台水轮机均发生了不同程度的振动，对该电站水轮机振动实测数据进行分析发现，由于该电站运行水头变幅大，尾水管压力脉动值相对较高，空化性能不好，从而造成水轮机运行中产生振动。对此，如在水轮机设计时，对此类水头变幅较大的电站水轮机转轮叶片采用负倾角（俗称“X形”）形式，同时，水轮机参数不要选择太高，将会使水轮机在运行中适应性好一些。     

低水头混流式水轮机振动噪声的原因分析及研究

西南某低水头电站,水轮机在额定水头额定出力下运行良好,但在高于额定水头及满负荷、超负荷区域,机组出现强烈振动及噪声。经分析认为,振动工况特征点位于转轮运转特性曲线上的叶道涡区域内,CFD数值模拟也表明,在高水头满负荷、超负荷运行区内,转轮叶片间存在不稳定涡流,则该电站水轮机在高水头高负荷下的振动及噪声是由叶道涡引起的。     

二滩水电站550 MW水轮机水力特性

二滩水电站水轮机模型的最高效率为９４．４６％，根据模型预期的水轮机真机最高效率为９６．１４％，模型主要指标均达到合同要求。真机的部分稳定性试验表明，机组存在较宽的水力振动区；在非水力振动区，尤其是５００ＭＷ以上的高负荷区，机组运行稳定性良好。６号机组在１６３ｍ水头下振动区为２２０～３２０ＭＷ，在１７３ｍ水头下为２００～３６０ＭＷ，５号机组在１７３ｍ水头下振动区为１５０～４００ＭＷ，４号机组在１９６     

“洪水排沙、平水发电”—三门峡水库汛期发电运用方式的研究

根据三门峡水库的水沙和库区泥沙冲淤特性,制定的“洪水排沙、平水发电”的运用原则和方式,合理的处理了排沙与发电的关系,既能完成三门峡水库汛期的排沙任务,改善库区冲淤部位,又能减少汛期发电时的过机含沙量、改善运行工程,并增加发电时间、提高发电效益。     

立洲水电站水轮机额定水头的优选方法

确定一个合适的水轮机额定工作水头,对于保障水轮发电机组的稳定运行和提高水电站运行的经济效益是至关重要的。以立州水电站水轮机选型设计为例,通过对不同额定水头方案水轮机的加权平均效率、投资、运行可靠性等的分析和比较,阐述了确定水轮机额定水头时应考虑的主要因素和优选方法。     

提高小浪底电站发电效益分析

小浪底电站在充分发挥小浪底水利枢纽社会效益的前提下,取得了一定的经济效益,自2004年以来年发电量均突破50×108kW·h。从近几年实际运行经验分析,如果能更科学严谨地做好水库调度工作,年发电量还有一定的提升空间。以2013年小浪底电站的发电效益为例进行分析,可通过汛限水位动态控制、洪水资源化利用、减少发电弃水、抬高发电水头、机组保持在高效率区运行、发挥西霞院水库反调节作用六大优化调度措施,增加小浪底电站的发电量,从而提高小浪底电站的发电效益。     

三峡水轮机模型目击验收试验剖析

三峡电站水轮机是运行水头变幅最大的混流式水轮机之一，其外形尺寸和重量亦是当前混流式水轮机之最。三峡机组的运行稳定性始终是设计、科研、制造和使用部门关注的首要课题。目击验收试验的结果表明，综合能量特性和空化特性基本上满足合同要求，其模型最优效率为94．54％（保证值为94．51％）；额定效率为89．53％（保证值为87．85％）；无弃水期加权平均效率为92．29％（保证值为92．15％）。由于各种原因，稳定性指标未能全面达到合同保证值。     

小浪底水电站水轮机抗磨蚀的技术措施

小浪底水电站水流含沙量高，水头较高，水轮机抗磨蚀问题严重。为了减轻水轮机的磨损，设计制造时采取了一些措施。如：优化水工布置，过机沙量；优化水轮机参数，降低相对流速；改善部件结构；采用优质材料，提高制造质量 敷防护材料等。     

上墅阮水电站的技术改造

针对上墅阮水电站水轮发电机组设备老化、效率低、输出功率不足等问题,经分析评价确定电站技术改造方案为更换水轮机转轮和发电机线圈,并考虑汛期弃水适当增加机组容量.通过技改,1#机组水轮机效率提高约10%,机组容量从160kW提高到200kW;2#机组水轮机效率提高约2%,机组容量从90kW提高到100kW.电站改造后运行效果良好,1#水轮发电机组输出功率可达到210kW,2#水轮发电机组输出功率可达到115kW,发电量比改造前增加了20%.     

小浪底水电站多泥沙条件下的水轮机选型设计

由于黄河小浪底水电站存在过机水流泥沙含量高和水头变幅大双重技术难题，机组过流部件抗泥沙磨损运行的安全性、可靠性等技术问题直接关系到机组汛期可否安全经济运行。为此，在水轮机的参数选择、结构设计、过流部件表面抗磨防护措施等方面的设计中采取了有针对性的综合治理措施，取得了良好的效果。     

大朝山水电站水库汛期运行水位动态控制研究

大朝山水库上游梯级为具有年调节能力的小湾水库，本次大朝山水库汛期运行水位动态控制研究仅针对小湾水库蓄水运行前。为了在小湾水电站投产前，合理利用大朝山水库调节库容，科学利用洪水资源，在不影响水库自身及上下游防洪安全、不增加水库淹没的前提下，进行大朝山水库汛期运行水位动态控制研究，从水库泥沙淤积、水库淹没、能量指标、上下游防洪安全等方面综合分析比较，拟定大朝山水电站水库汛期运行水位动态控制方案；通过抬高水库汛期运行水位，以减少电站受阻容量，达到增加电站汛期出力，缓解云南电力供应紧张局面的目的。