深溪溝水电站水轮机参数选择及结构特点.docVIP

深溪沟水电站水轮机参数选择及结构特点 兰 岗 蒋登云 孙文彬 郭筱蓉 （中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 成都市 610072） 【摘 要】 本文介绍了深溪沟水电站低水头、大容量轴流转桨式水轮机的参数选择及主要部件结构特点。电站4台机组已全部投产发电，水轮机的能量指标、稳定性指标及空化性能均达到了预期目标。 【关键词】 深溪沟；水轮机；参数选择；结构设计 概述 深溪沟水电站位于四川省汉源县，为大渡河干流规划的第十八级电站，其上一梯级为已建成投产的瀑布沟水电站，下一级为正在建设中的枕头坝水电站。 深溪沟坝后地面厂房内装设4台单机容量为165MW的立式轴流转桨式水轮发电机组，水轮机由浙江富春江水电设备股份有限公司供货，其中水轮机的水力设计及整体转轮供货由俄罗斯动力机械股份有限公司负责；发电机由东芝水电设备（杭州）有限公司供货。 工程于2006年4月正式开工，2010年6月下闸蓄水，7月1日首台机组正式并网发电， 2#~4#机组分别于2010年12月、2011年5月及6月投产发电。 电站基本参数 装机容量 660MW 多年平均发电量 32.35亿kW·h 单机容量 165 MW 机组台数 4台 最大水头 40.0m 加权平均水头 34.3m 额定水头 30.0m 最小水头 20.1m 水轮机选择 机型选择 深溪沟水电站水头范围20.1~40.0m，处于轴流式和混流式水轮机均可适用的交界水头段，经技术经济比较，水轮机采用轴流转桨式，目前在国内已投产的同类型机组中，其单机额定出力仅次于福建水口（204MW，世界最大）及葛洲坝大机（175MW）。近年已投产的部分单机容量100MW以上的轴流式水轮机参数见表1。 表1 国内近年已投产的部分单机容量100MW以上的轴流转桨式水轮机参数 水轮机参数 乐滩 二期 草街 万安 （5#机） 沙湾 银盘 平班 班多 深溪沟 单机功率Pr(MW) 150 125 113 120 150 135 120 165 水轮机出力Ptr(MW) 153.1 128.2 115.3 123.1 152.6 138.5 122.45 168.4 最大水头Hmax (m) 31.5 25.4 32.3 28.24 35.12 39 41.5 40 额定水头Hr (m) 19.5 20 22 24.5 26.5 34 35.5 30 最小水头Hmin (m) 8.65 7.9 12 21.24 13.0 27.14 33.0 20.1 转轮型号 ZZA813a ZZ(VS)410 ZZD345e ZZD345e PO40 DZS486 FI026b ZZK40 转轮直径D1 (m) 10.4 9.5 8.5 8.5 8.6 7.22 6.6 8.3 叶片数 5 5 5 5 6 5 6 6 额定转速nr (r/min) 62.5 68.18 76.9 76.9 83.3 107.14 115.4 90.9 额定流量Qr (m3/s) 863.9 698.4 579.5 549.5 631.46 440.29 374.5 611.24 额定效率ηr (%) 92.6 91.56 92.7 93.06 94.74 94.08 93.8 最高效率ηmax(%) 92.99 94.6 94.72 95.27 94.73 95.3 吸出高度Hs (m) -9.5 -8.92 -8.54 -8.54 -8.07 -7.67 -14.13 -12.2 额定点单位转速n1r ‘(r/min) 147.2 144.8 139.4 132.06 139.16 132.7 127.83 137.7 额定点单位流量Q1r ‘(m3/s) 1.809 1.730 1.71 1.54 1.659 1.449 1.443 1.62 额定点比转速nsr (m.KW) 596.8 577.2 554 495.0 541.2 485.7 466.0 531.3 额定点比速系数Kr 2635.4 2581.2 2600 2450.1 2786.0 2831.8 2776.6 2910 水轮机难度系数D12·HMax 3407 2292 2334 2040 2597 2033 1807.7 2755.6 首台机组投产时间 2004 2010 2005 2009 2011 2004 2010 2010 水轮机主要参数选择 额定转速 轴流转桨式机组同步转速所处的区域一般为中低转速区，在该区域相邻同步转速差距不大，可选同步转速方案多，因此同步转速准确选择是轴流转桨式水轮机设计的难点和重点。 招标前与潜在的机组投标人进行的技术交流中，各厂推荐的同步转速不尽相同，从83.3~100r/min均有；根据深溪沟