水電站水力機(jī)組增容改造的方法與注意事項(xiàng)？

【專家解說】：1、水電站時(shí)要注意考慮防洪、供水、灌溉、航運(yùn)及水漁業(yè)的需要。 2、水電站挖潛改造的對(duì)象是指具有能量潛力的電站，一般有三種情況：一是具有流量潛力(電站原設(shè)計(jì)保守，流量沒有充分利用)；二是具有水頭潛力(水頭沒有充分利用)；三是電站運(yùn)行的實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)的變化達(dá)不到額定出力。 機(jī)組的挖潛改造主要涉及水輪機(jī)過流部件(轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、蝸殼、尾水管)和發(fā)電機(jī)部分。 其中發(fā)電機(jī)的改造較簡單，因發(fā)電機(jī)通常都有10%左右的容量裕度，在增容中，應(yīng)密切注意發(fā)電機(jī)溫度的變化。如果發(fā)電機(jī)溫度升高較多，這時(shí)應(yīng)考慮對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行增容改造。其方法是對(duì)發(fā)電機(jī)的定子線圈、絕緣或轉(zhuǎn)子線圈進(jìn)行更新改造，并且提高絕緣等級(jí)。實(shí)踐表明，在增容10%左右時(shí)，發(fā)電機(jī)一般不必改造。 水輪機(jī)部分的改造，目前多采取不改變導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、蝸殼、尾水管尺寸以及轉(zhuǎn)輪配合尺寸的情況下，僅用更換新轉(zhuǎn)輪的方式，實(shí)現(xiàn)增容目的。因此，水輪機(jī)部分的增容主要是針對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行的。 目前，在水電站運(yùn)行中的轉(zhuǎn)輪絕大多數(shù)是采用傳統(tǒng)的一元流理論或二維勢(shì)流理論設(shè)計(jì)的。隨著流體力學(xué)和計(jì)算理論的發(fā)展，在轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)方面也有了很大的進(jìn)步，發(fā)展了考慮轉(zhuǎn)輪來流有旋、葉片有限厚及轉(zhuǎn)輪葉片力作用的轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉聯(lián)合作用的基于S2流面的二維設(shè)計(jì)模型、基于S1流面的準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)模型、全三維設(shè)計(jì)模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)模型等，一系列較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和理論。基于這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和理論所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)輪，在其過流能力、效率等方面都有明顯的提高，從而實(shí)現(xiàn)增容和提高枯水期水資源利用率的目標(biāo)。 在轉(zhuǎn)輪性能的分析方面，國內(nèi)已建立了由轉(zhuǎn)輪的準(zhǔn)三元和全三維反問題模型構(gòu)成的完整的現(xiàn)代水輪機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)不同的要求選擇不同的權(quán)因子來控制轉(zhuǎn)輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)，通過多目標(biāo)優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片性能的控制和預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)預(yù)測(cè)的性能指標(biāo)與真機(jī)實(shí)驗(yàn)基本吻合。這就改變了傳統(tǒng)的"理論設(shè)計(jì)→模型實(shí)驗(yàn)→修正→再實(shí)驗(yàn)"的轉(zhuǎn)輪研制模式，大大縮短了轉(zhuǎn)輪的研發(fā)周期，減少了研發(fā)費(fèi)用，為轉(zhuǎn)輪的單件、定制提供了現(xiàn)實(shí)的可能性。 地方中小水電機(jī)組在轉(zhuǎn)輪的改造中采用上述先進(jìn)的設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)方法，根據(jù)電站的自身情況，可方便地生產(chǎn)出更符合自己電站實(shí)際的高性能轉(zhuǎn)輪。其出力、效率、汽蝕性能等指標(biāo)明顯優(yōu)于按傳統(tǒng)型譜選擇和生產(chǎn)的轉(zhuǎn)輪。這種單件、定制的高科技轉(zhuǎn)輪的價(jià)格僅比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)輪的價(jià)格略高一點(diǎn)，但其所帶來的效益卻非常明顯。 對(duì)增容改造的統(tǒng)計(jì)表明，在水輪機(jī)過流部件尺寸不變的前提下，更換性能優(yōu)良的增容轉(zhuǎn)輪，可使電站機(jī)組容量提高10%～20%。