淺談水輪機功率不足的原因及解決途徑

來源:資源發電公司

作者:郭圭力

時間:2019-05-23

責任編輯:
編輯:張嘉佳

水輪機功率不足是指水輪機功率達不到運行水頭下的保證功率。

一、水輪機功率不足的原因分析

引起水輪機功率不足或功率下降的原因,既有水力方面的、機械方面、設計制造方面的、也有安裝、運行管理方面的,主要原因包括:

1.機組進水口攔污柵被堵,且面積大,導致進水口的水力損失增大,過流面積減小,導致過流量均下降。

2.引水管渠因周壁長了雜草、吸附有貝類微生物或嚴重結圬,水力損失增大,過流面積減小,導致過流量減小。

3.小型混流式水輪機轉輪的流道狹窄且扭曲,易被碎石、雜物堵塞,影響水輪機功率。攔污柵間隔過大時,雜物容易隨水流進入轉輪;引水管渠有碎石、雜物掉落,也會堵塞轉輪流道。

4.水輪機過流部件因泥沙磨損、空蝕破壞或檢修后翼型形狀發生了變化等原因,水力損失增大,水輪機過流量減小,導致水輪機功率下降。

5.尾水管出口的淹沒深度不夠,使轉輪過流能力下降,造成水輪機功率下降。

6.沖擊式水輪機轉輪的安裝高度不夠,使轉輪與下游尾水位之間沒有足夠的通氣高度,造成機組功率下降。

7.機組主要零部件自然老化,承載能力下降,使機組發不出額定功率。據國外資料報道,水輪機主要零部件的自然老化,將導致水輪機效率降低2%-3%

二、解決水輪機功率不足途徑

1.發電機增容

由水輪機運轉綜合特性曲線知,當運行水頭高于設計水頭時,水輪機功率主要受發電機容量的限制,并且此時的導葉開度未達到最大開度,若發電機有增容潛力,且水輪機氣蝕性能、結構強度和機組調保計算等滿足要求,則當運行水頭高于設計水頭時,可通過開大導葉來提高水輪機功率,增加機組功率。

2.改造現有轉輪

通過對現有轉輪修型,可以提高水輪機的過流能力,從而增大機組功率。改造后,轉輪的空化、空蝕性能需通過模型試驗驗證。

3.更換轉輪

近十幾年來,通過采用計算流體力學技術,有效地提高了水輪機的功率。通過更換更換與原電站轉輪不同的葉片數和葉片形狀的新轉輪,能有效提高水輪機功率。

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