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小水电2013年第1期(总第169期)技术交流

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玛布巴斯水电站水轮机主要参数及结构介绍

杨剑锋王学锋张恬倪玉飞(水利部农村电气化研究所浙江杭州310012)

【摘要】安哥拉玛布巴斯水电站为修复性电站，修复后装机容量增加至25.6MW,2012年2月底4台机组全部并网发电。从运行情况来看，各部件性能优良，运行稳定、可靠，达到了预期效果。表1个。

【关键词】水电站水轮机参数结构修复性电站

1概述

玛布巴斯水电站位于安哥拉本戈省丹德河下游左岸，距罗安达市中心约100km,始建于1957年。经多年的内战，电站受到极大地破坏，荒废近20a之久。水电站原装机容量17.8MW,修复后扩容为25.6MW,安装4台立轴混流式水轮发电机组，单机容量6.4MW。电站集发电、防洪、灌溉为一体，建成后主要为卡西托市区及罗安达市提供电力服务，还可有效地调节大坝上下游水位，保障汛期行洪安全，经济、社会综合效益显著。2011年8月份电站土建主体工程完工，10月份4台机组安装完工，2012年2月底4台机组全部并网发电。

玛布巴斯水电站单机容量不大，但因其为修复性电站，机组的设计需要考虑电站原有的土建设施，因此水轮机参数选择的先进性和合理性、结构设计的可靠性和适用性是决定水轮机安全稳定运行的重要因素。

2水轮机主要参数选择和水力设计

2.1水轮机转轮的选用

根据玛布巴斯水电站的水文参数进行最优选型计算，水轮机采用哈尔滨大电机研究所研发的551C转轮，该转轮的叶片数为13个，能量性能和空化性能优异，压力脉动和振动小。从叶片型线上看，该转轮的过流能力较好，已被广泛应用于20

收稿日期：2012-09-19

作者简介：杨剑锋(1978-),男，工程师，主要从事水力机械设计工作。Email:jfyang@hrcshp.org

~50m水头范围的电站，且运行效果良好。根据电站的水文参数，并对551C转轮模型曲线进行分析，在电站的额定水头为35m时，其工作点在转轮模型的最优区范围内；在电站整个运行水头范围，转轮工作区效率较高，而且高效范围比较宽；在小流量区工作时，转轮空化性能好，效率接近最优区。

2.2水轮机主要参数

经公开招标，水轮发电机组由南宁发电设备总厂承制(见表1)。

表1水轮机主要参数

项目

参数

项目参数

型号HL551C—LJ—168额定出力(kW)6667

台数(台)

4

最大出力(kW)

7333.7

转轮直径(m)

1.68

额定效率(%)

93.26

最大水头(m)

42.8

最高效率(%)

93.5

额定水头(m)35额定比转速(m·kW)288

最小水头(m)28最大飞逸转速(r/min)613.7

额定转速(r/min)300吸出高度(m)≤+4.63

额定流量(m3/s)20.82最大水推力(kN)480

2.3蜗壳与尾水管水力设计

蜗壳采用圆形断面金属蜗壳，包角为345°。蜗壳进口直径为2220mm,额定工况下的进口平均流速为0.87m/s。水流由引水管进入水轮机蜗壳，蜗壳的圆形断面保证了水流沿圆周均匀进入导水机构并构成一定的环量。尾水管采用弯肘型，由于电站为修复性电站，机组的中心距尺寸已基本确定，尾水管的出口宽度受到限制，因此根据551C转轮模型流道，采用等面积换算法，用加大尾水管出口深

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度的方式来弥补尾水管出口宽度的缩小。通过CFD流态模拟分析，该方法对水轮机的运行与效率影响不大。

3水轮机主要结构

玛布巴斯水电站采用的是立轴混流式水轮发电机，机组设发电机上导、下导和水导3个导轴承，推力轴承设在转子上方，水轮机轴与发电机轴采用联轴螺栓连接。

3.1转动部件

转动部件主要由转轮、主轴等组成，是水轮机能量转换和传递功率的主要部件。

转轮采用铸焊结构，由上冠、下环、叶片、泄水锥等构成，均采用抗磨性、抗腐蚀和焊接性能良好的ZG06Cr13Ni4Mo材料。转轮叶片采用VOD精炼铸造，数控加工，以确保叶片具有良好的型线。转轮止漏环与上冠、下环成整体结构，上、下止漏环的作用是减少机组的