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技术改造SMALLHYDROPOWER2013No3,TotalNol71

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歌山水电站增容改造分析

解再益(湖南云箭集团有限公司湖南长沙410100)

【摘要】介绍歌山水电站水轮机的增容技改方案，将水轮机水下调节结构改成水上调节，并采用新转轮替代ZD661转轮，以增加过流能力，同时水轮机效率的提高大幅增加了水轮机的出力。改造后，电站出力增加、效率提高、运行稳定且方便进行检修和维护，得到了用户的肯定。图5幅，表6个。

【关键词】水电站增容改造分析

1概述

1.1电站概况

浙江东阳歌山水电站(东阳横锦水库二级电站)位于横锦水库总干渠下游的歌山村，建于1980年，原设计水头为13m,单机发电引用流量为8.0m3/s,装机容量为2×800kW,厂房内安装2台轴流定桨式水轮发电机组，因设备老化，安全隐患严重，电站最终报废重建。

1.2增容改造前机组参数

1)水轮机参数

水轮机主要参数如下(见表1)。

表1水轮机主要参数

项目参数

项目参数

水轮机型号ZD661—LH—120最大使用水头(m)15

设计水头(m)13

最小水头(m)11

额定流量(m3/s)8

额定出力(kW)858额定转速(r/min)428.6飞逸转速(r/min)843安装高程(m)103.5吸出高度H、(m)+0.3

2)发电机主要参数

发电机主要参数如下(见表2)。

表2发电机主要参数

项目

参数

项目

参数

发电机型号

SF800—14/2150

额定转速(r/min)

428.6

额定功率因数

0.8

飞逸转速(r/min)

843

额定电压(kV)

6.3

额定出力(kW)

800

收稿日期：2012-12-20

作者简介：解再益(1975-),男，工程师，主要从事水轮机设计工作。Email:xzy_np@163.com

2技改目标和要求

2.1技改目标

电站技改目标是在额定水头12.57m,额定流量9.5m3/s的条件下，将机组出力从800kW提高至1000kW;将水轮机调速部分从水下调节形式改成水上调节形式。

2.2技改要求

基本保留原机组的蜗壳、机坑里衬、尾水管、上调速轴、导轴承、主轴密封、主轴等部件，通过更换转轮和导水机构，使水轮机出力增加到1070kW。本次技改是机电报废重建工程，土建基本不动。

3增容技改主要内容

歌山水电站增容技改的关键问题有两个：一是转轮的选择，即选择最适用于该电站的转轮是技改成功的前提。二是结构设计，针对歌山水电站旧机组结构方面存在的弊端，设计出优化后的新机组结构，以及保证新旧机组的结合是技改成功的保证。

3.1转轮的改造

3.1.1模型转轮的选择

机组从800kW增容到1000kW,对新转轮的过流能力、转轮效率、空化性能及飞逸转速等方面都有较高要求，因此对于新转轮必须具备模型效率高、过流能力大、气蚀性能好等优良的性能条件。

针对歌山电站的具体要求，最终筛选出ZDJP502和ZDN585转轮，其模型转轮基本参数如下(见表3、表4)。

小水电2013年第3期(总第171期)技术改造

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表3模型转轮基本参数对比

转轮型号

使用水头

(m)

n(r/min)

最优工况Q(m3/s)

n(%)

单位飞逸转速

(r/min)

水推力系数

ZD661(+15°)

10～23

116

1.420

84

255

0.71

ZDJP502(+10)

18～30

120.2

1.679

90.8

245

0.85

ZDN585(+27)

30以上

135

1.4

92.5

263

0.87

表4模型转轮流道参数对比

转轮型号

模型转轮

流道尺寸

尾水管

直径

叶片

轮毂比

高度

导叶片

分布圆

高度

长度

出口宽度

D?(mm)

Z?

Dg/D?

B。/D?

Z?

D。/D?

h/D?

L/D?

B?/D?

ZD661(+15)

460

4

0.4

0.391

32

1.16

1.915

3.37

2.23

ZDJP502(+10)

350

5

0.358

0.4

24

1.178

2.75

4.431

2.86

ZDN585(+27°)

340

5

0.365

0.37

24

1.16

2.95

4.2

3.16

3.1.2原