桃源水电站灯泡贯流式水轮机转轮叶片数选择.docx

水力发电第40卷第6期2014年6月

水力发电

第40卷第6期2014年6月

根电与金属结构

桃源水电站灯泡贯流式水轮机转轮叶片数选择

黄梅，李伟，吴国兵，郑建兴，张雷

(中国水电顾问集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014)

摘要：从转轮型式、运行水头范围、水轮机效率、空化性能、稳定性及工程经济性几个方面出发，对桃源水电站灯泡贯流式水轮机转轮叶片数选择进行了详细分析，最终方案为采用3叶片转轮。

关键词：灯泡贯流式水轮机；转轮；叶片；桃源水电站

RunnerBladeNumberSelectionofBulbTurbinesinTaoyuanHydropowerStation

HUANGMei,LIWei,WUGuobing,ZHENGJianxing,ZHANGLei

(HydroChinaZhongnanEngineeringCorporation,Changsha410014,Hunan,China)

Abstract:TheselectionofrunnerbladenumberforthebulbturbinesinTaoyuanHydropowerStationisanalyzedfromtheaspectsofrunnertype,operatingheadrange,turbineefficiency,cavitationperformance,operationstabilityandengineeringeconomy.The3-bladerunnerisfinallydetermined.

KeyWords:bulbturbine;runner;blade;TaoyuanHydropowerStation

中图分类号：TK733.8(264)文献标识码：B文章编号：0559-9342(2014)06-0076-03

1电站概况

桃源水电站位于湖南省桃源县城沅水流域，是沅水干流河段的第14个梯级电站，也是沅水干流最末一个梯级电站。桃源水电站正常蓄水位39.5m,无调节能力，为河床径流式水电站。电站装机容量180MW,装设9台20MW的灯泡贯流式水轮发电机组。多年平均发电量为7.93亿kW·h,年利用小时数4404h。开发任务以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用。

桃源水电站坝址多年平均流量2060m3/s,相应多年平均径流量为650亿m3,坝址多年平均含沙量0.062kg/m3,多年平均输沙率138kg/s。电站上游校核洪水位(0.2%)49.436m,设计洪水位(2%)45.176m,正常蓄水位39.5m;尾水校核洪水位(0.2%)49.030m,设计洪水位(2%)44.967m,最低尾水位29.44m。水轮机最大水头9.7m,额定水头5.6m,加权平均水头6.82m,最小净水头2.0m。

电站可研阶段曾推荐装机176MW,装机8台，对应额定水头5.8m。故以下有些关于水轮机转轮叶

片数选择的分析图表中，采用的是单机22MW,额定水头5.8m的水能参数。由于其运行水头范围没有变，故不影响对转轮叶片数选择的分析。

2水轮机型式选择

桃源水电站水头范围为2.0~9.7m,适应于此水头段的水轮机型式有轴流式和贯流式两种。贯流式水轮机又可分成轴伸贯流式、竖井贯流式、灯泡贯流式和全贯流式，但对于轴伸式、竖井式机与全贯流式机组，我国目前均主要应用于小型电站。而桃源水电站单机容量中等，转轮直径有7m以上，故只能在灯泡贯流式和轴流式水轮机间进行选择。

灯泡贯流式机组与轴流式机组相比，虽然其操作运行维护工作相对复杂些，但是，与轴流式水轮机相比，灯泡贯流式水轮机具有效率高、单位流量大、水轮机重量轻，造价略低，同时可以节省土建

收稿日期：2014-04-08

作者简介：黄梅(1981一),女，湖南益阳人，高级工程师，主要从事水力机械设计工作.

76WaterPowerVol.40No.6

第40卷第6期黄梅，等：桃源水电站灯泡贯流式水轮机转轮叶片数选择机电与金属结构

表1灯泡贯流式水轮机转轮型式主要技术参数对比表

转轮型式

运用水头/m

最优工况

额定工况

单位转速nor·min-

单位流量Qom3+s-1

效率ηo/%

单位转速nF·min-

单位流量