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水利工程论文-HL160型水轮机的增容改造技术.doc

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水利工程论文-HL160型水轮机的增容改造技术.doc

水利工程论文-HL160型水轮机的增容改造技术摘要:在理论计算的基础上,结合水轮机转轮实测与实践经验,确定了叶片出水边的切割量,使HL160.84水轮机增容25%;对新旧型谱系列模型转轮性能分析结果表明,D06A转轮能量特性及空化特性都优于HL160转轮,经流道对比得出两种转轮互换性很强,用D06A转轮替代HL160转轮可增容20%。这两个结论在青海曲库水电站1号机的增容改造中得到了验证。关键词:混流式水轮机增容改造切割叶片新型转轮曲库水电站曲库水电站位于青海省同仁县隆务河流域上游,该站引水流量为6.5m3/s,而隆务河多年平均流量为15.64m3/s,在丰水季节存在大量弃水。电站装机3台,设计容量3000kW,其中1台HL160-WJ-84水轮机,在65m设计水头下过流能力为3.81m3/s,机组最大出力为2000kW,而所配发电机额定出力为2500kW。水能资源和机组状况提供了增容改造的必要性和可行性。1995年,笔者利用该机组1个闲置的转轮,在维修工作的基础上通过切割出水边等手段,使机组出力达到了2500kW,以极低的成本获得了增容改造的成功;1998年,又结合电站购置新转轮的需要,用HLD06A转轮取代了HL160转轮,使机组出力达到2400kW,以转轮换型的方式达到了大幅增容的目的。1通过切割叶片出水边增容1.1转轮的增容改造,主要形式为调整叶片形状和切割叶片出水边。其中,叶片修型的目的是在提高效率的同时,加大过流能力。而切割叶片出水边则主要是在基本不使效率下降的前提下,增大转轮的过流能力。由于调整叶片形状必须基于流场计算的基础上,且改造工艺过程复杂,工期长、费用高,一般小水电站不易接受,故本文只能就笔者所进行的水轮机实际改造方法作以介绍,以期对小型机组的增容改造提供借鉴。式中,Q为流量;ω为旋转角速度;r2为叶片出水边半径;η为水轮机效率;F2为转轮出口过水断面面积;H为水头;g为重力加速度;a0为导叶开度;b0为导叶高度;β2为叶片出口边安放角。上式明确地反映出叶片出口边几何参数对机组过流能力的影响。当机组导叶开度最大即a0为最大值时,水轮机过流能力取决于叶片出水边半径r2、水轮机过流面面积F2、叶片出口边安放角β2这3个几何参数值,这3个参数中任何1转轮叶片设计时,要求从出水边至进水边,相对速度与圆周方向的夹角β的变化规律呈单调增加,这意味着对叶片出

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