浅析小型水电站水轮机选型.docx

小水电2014年第4期(总第178期)规划设计

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浅析小型水电站水轮机选型

周文强1,2赵光武1李素玉杨建栋1,2武春苗3

(1.淅川县水利水保局河南淅川474450;2.淅川县鹳河灌区管理所河南淅川474450;

3.南阳信禹监理工程有限公司河南南阳473000)

【摘要】小型水电站水轮机选型是一项重要技术和经济方案的比较工作，如何选择经济、可靠、性能稳定的水轮机设备是关系到小水电站建设投资和后期经济运行的关键。结合实例对农村小水电站水轮机选型的计算方法作了详细介绍。

【关键词】小型水电站水轮机选型参数计算

1概述

小型水电站水轮机选型的优劣直接关系到小水电站后期的经济、高效、安全运行，也直接影响小水电站的建设投资。尤其是农村1000kW左右的部分小水电站水轮机选型过于简单，水轮机选型只是根据水轮机设备制造厂家提供的产品样本套用选型，方法简单，易出问题，如有不慎会增加建设投资，加大运行成本，给后期运行造成不利影响。

拟选水轮机设备型号介于两种机型之间时，要对两种机型进行技术参数计算比较，并进行经济投资方案比较，确定选择效率高、运行可靠、建设投资少、动能技术指标优的水轮机，提高小水电站运行的经济效益。

2水轮机型号及台数的确定

2.1水轮机型号选择

小水电站水轮机型号选择可按水轮机使用水头范围图表等资料选择，若在同一水头段有两种机型备选，要计算分析备选水轮机的运行特性及效力等，并进行技术和经济方案比较，确定选择运行工况最优机型。

农村小型水电站转轮直径小，吸出高度为正值的水轮机，选用卧式水轮机为宜，可减少投资，且卧式设备安装、检修比较方便。

收稿日期：2014-02-19

作者简介：周文强(1972-),男，主要从事水利水电工程建设管理工作。Email:xcsl1972@163.com

2.2水轮机台数确定

小型水电站水轮机台数确定要结合装机容量和水轮机布置型式及运行维护成本综合考虑。小水电站容量小于100kW,一般选用1台机组；大于500kW时尽量选择较大机组，台数为2台和不少于2台为宜。当容量一定情况下，单机容量较大时，其单位千瓦投资少，具有较大的经济可行性优势，反之设备运行维护成本加大，操作次数增加，事故率较高。建议农村小型水电站水轮机台数一般选择2～3台机组为宜。

3水轮机主要参数计算

反击式水轮机主要参数为转轮直径D?、标准额定转速n?、几何吸出高度Hg、水轮机额定功率Pr、水轮机效率η等，小型水电站水轮机型号按国家提供现行的比转速ng计算选择。水轮机型号及台数确定后，要对水轮机主要参数进行计算和选择，主要参数的选择可满足水轮机在额定水头下发电机的额定出力和水轮机运行在高效力区，水轮机主要参数运行在最优工况。

3.1水轮机型号选择

根据我国现行水轮机型谱推荐水头与比转速关系计算比转速ng,再根据计算比转速数值拟选水轮机型号。反击式水轮机选型按如下公式计算：

ng=2300/√H(1)

3.2水轮机主要参数计算

3.2.1计算水轮机额定出力

根据拟定单机容量确定水轮机的额定出力P?:Pr=Ng/η(2)

规划设计SMALLHYDROPOWER2014No4,TotalNo?78

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式中，Ng为发电机额定出力(kW);ηg为发电机效率，中小型取95%。

3.2.2计算水轮机转轮直径

根据选择水轮机型号查得水轮机对应的设计单位流量Qn(也可从Qn=f(H)曲线确定单位流量),代入公式(3)计算转轮直径，根据计算值选择接近国家提供的标准转轮直径：

D?=√P:/(9.81×Qn×H??×n)(3)

3.2.3计算水轮机效率

7max=1-(1-7Mo)×√D?m/D?(4)△η=7max-7MO(5)在限制工况时原型水轮机效力按下式计算：

7=7M+△η