浅谈水轮机功率不足的原因及解决途径

来源:资源发电公司

作者:郭圭力

时间:2019-05-23

责任编辑:
编辑:张嘉佳

水轮机功率不足是指水轮机功率达不到运行水头下的保证功率。

一、水轮机功率不足的原因分析

引起水轮机功率不足或功率下降的原因,既有水力方面的、机械方面、设计制造方面的、也有安装、运行管理方面的,主要原因包括:

1.机组进水口拦污栅被堵,且面积大,导致进水口的水力损失增大,过流面积减小,导致过流量均下降。

2.引水管渠因周壁长了杂草、吸附有贝类微生物或严重结圬,水力损失增大,过流面积减小,导致过流量减小。

3.小型混流式水轮机转轮的流道狭窄且扭曲,易被碎石、杂物堵塞,影响水轮机功率。拦污栅间隔过大时,杂物容易随水流进入转轮;引水管渠有碎石、杂物掉落,也会堵塞转轮流道。

4.水轮机过流部件因泥沙磨损、空蚀破坏或检修后翼型形状发生了变化等原因,水力损失增大,水轮机过流量减小,导致水轮机功率下降。

5.尾水管出口的淹没深度不够,使转轮过流能力下降,造成水轮机功率下降。

6.冲击式水轮机转轮的安装高度不够,使转轮与下游尾水位之间没有足够的通气高度,造成机组功率下降。

7.机组主要零部件自然老化,承载能力下降,使机组发不出额定功率。据国外资料报道,水轮机主要零部件的自然老化,将导致水轮机效率降低2%-3%

二、解决水轮机功率不足途径

1.发电机增容

由水轮机运转综合特性曲线知,当运行水头高于设计水头时,水轮机功率主要受发电机容量的限制,并且此时的导叶开度未达到最大开度,若发电机有增容潜力,且水轮机气蚀性能、结构强度和机组调保计算等满足要求,则当运行水头高于设计水头时,可通过开大导叶来提高水轮机功率,增加机组功率。

2.改造现有转轮

通过对现有转轮修型,可以提高水轮机的过流能力,从而增大机组功率。改造后,转轮的空化、空蚀性能需通过模型试验验证。

3.更换转轮

近十几年来,通过采用计算流体力学技术,有效地提高了水轮机的功率。通过更换更换与原电站转轮不同的叶片数和叶片形状的新转轮,能有效提高水轮机功率。

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