金银台水电站贯流式水轮机参数的选择前帮机

金银台水电站贯流式水轮机参数的选择

金银台水电站贯流式水轮机参数的选择 2011年12月09日 来源： 1 前　言　 金银台水电站位于四川省阆中市河溪镇境内，是嘉陵江苍溪至合川段水电规划自上而下的第三个梯级。最大水头15.66m，汛期最小水头3m，装机容量99MW。根据我国《大、中型水轮机转轮暂行系列型谱》所划分的水轮机转轮使用范围，本电站属20m以下水头段，轴流式、贯流式机型都可以选用。但对于低水头径流式电站，灯泡贯流式机组与轴流机组相比具有以下优点：机组最优工况的ns值较高；底板开挖深度小；单位流量大、单位转速高；机组的效率高且高效区范围大；最小运行水头低；机组重量轻、尺寸小；土建工程量省等。目前，20m以下水头段选用贯流式水轮机已成主流。　 在电站的设计过程中，经过对轴流式和贯流式两种机型的技术经济比较，确定选用贯流式机型。下面对水轮机参数作一简要介绍。2 水轮机主要参数选择　 电站主要参数如下：最大水头15.66m，加权平均水头13.93m，额定水头12.5m，最小水头3.0m。装机台数3台，单机容量33MW。　 根据电站的基本参数，向东方电机厂、哈尔滨电机厂、天津阿尔斯通水电设备有限公司、富春江富士电机有限公司四家厂商发出了水轮发电机组询价书。以上四家厂商在复询书中各自推荐了适用于金银台电站的水轮机机型及转轮参数，见表1、表2。　 由于各厂商推荐的机组参数差异较大，为了确定合理的灯泡机组参数，对已生产过的一系列灯泡机组参数进行了统计分析，结合各厂家复询书的资料，运用国内外推荐的公式进行计算，以确定适合本电站特点的ns、Q′1、n′1、η、σ等参数。2．1　比转速ns和比速系数K的确定　 比转速是水轮机的一个基本特征参数，它综合反映了水轮机的能量、气蚀、效率等特征，也反映了水轮机的设计制造水平。由表3统计可以看出，我国近期投产和在建的2万kW以上的灯泡机组ns值在750～1087m ·kW之间，额定水头10m及以上的多数在800m·kW附近；K值均在2600～3100之间。 其次，按不同统计公式进行分析计算： 国内建议采用的统计公式为ns＝（2 500～3 100）Hr－0．5，　　 考虑到本电站泥沙较多，多年平均含沙量达2.57kg／m3，汛期平均过机含沙量为3.25kg／m3。由于灯泡机组容量比较大，水轮机、发电机不宜选取过大的比转速和比速系数。同时，较大的ns将引起σy值比较大，从而导致机坑开挖较深，增加土建投资。ns取780m·kW左右、K取2760左右较为适宜。2．2　单位流量和转轮直径 由公式可知，ns和n′1、Q′1、η有关。为了减小转轮直径，应提高Q′1值，但Q′1值较大将使σy值较大，从而引起较大的开挖量和土建投资。从我国近期已投产或正在建设的单机流量在2万kW以上的灯泡机组参数（见表3）可以看出，Q′1一般在2．2～3．2m3／s之间，若电站设计水头较高则相应Q′1较小。下面按不同的经验公式对Q′1进行估算和分析 　 按瑞典KMW公司统计曲线，Hr＝12.5m时，Q′1＝2.333m3／s； 2.3　单位转速及机组转速的选取 按经验公式对n′1进行分析计算。　 如上所述，按国内建议的统计公式n′1＝［（620～650）－10 Hr］／3，得n′1＝165～175r／min；　 按瑞典KMW公式计算，n′1＝－3.33 Hr＋215，得n′1＝173r／min；　 按天传所统计公式计算，n′1＝0．1ns＋92＝170r／min。　　

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