中小型水轮机设计选型的方式和方法

2 中小型水轮机设计选型的方式和方法

水轮机的选型工作,最重要的是合理确定水轮机的参数。中小型水电站虽然容量不大,但其对于业主而言,其运行效益仍是至关重要的。而水轮机的性能参数是影响电站运行效益的重要因素。选择、确定水轮机的参数,有以下两种方法:一种是根据已有的水轮机型谱和模型资料选择水轮机;另一种是以实践经验和资料为基础,用比转速作为重要依据,应用统计比较的方法选择,确定水轮机参数。这两种方法运用于中小型水轮机选型时,均有一定的局限性。如按照已有的型谱和模型资料选择水轮机,常常会因为掌握的资料有限,无法选择参数较优的机型;而根据预估算的参数选择水轮机,则又会因为缺乏针对性,容易与中小型设备生产厂家掌握的机型和生产制造技术、能力脱节。

造成这种现象的原因,主要是中小型水轮机的设计选型,受市场和厂家因素制约很大。首先,中小型电站投入少,建设周期短,生产厂家一般不会专为某个电站的需要而研发一个新的转轮;其次,对于中小型机组,一些掌握较多先进机型的大型设备厂家(如合资厂等)往往不感兴趣,而一些主要从事中小型机组制造工作的中小设备厂家因为掌握的先进机型较少,技术能力和制造水平也参差不齐。另外,一些从事设计工作的中小设计院,对水轮机的技术发展和优秀转轮模型资料的掌握尚有欠缺,而中小型电站设计投入少、时间紧,也导致在设计选型中,常出现按产品样本,甚至委托厂家代为选型的情况。

针对以上情况,重庆市涪陵水电建筑勘测设计院在中小型水轮机的设计选型上,摸索了一些方法,以提高选型设计水平。具体方法如下:

首先,中小型水轮机的选择,通常采用成熟技术和已运行过的机型,故设计人员平时应注意多收集国内各水头段已运行的一些电站和机型资料,重点关注引进技术或新开发的一些机型资料和运行情况。

其次,加强与中小水轮机生产厂家的沟通与联系,了解这些厂家的技术水平和掌握的机型情况。

最后,调整设计思路。在可行性调研和初步设计阶段,根据电站的基本参数,重点加强资料的收集,尤其是对相关厂家资料的收集、摸底,在此基础上,估算并确定水轮机的参数范围,同时初步确定候选的机型和生产厂家;在招标设计阶段,结合水轮机组的招标采购,配合业主对各方案进行详细的技术经济比较,最终确定机型。

在中小型水轮机设计选型中,应根据现有条件尽量选择参数优、经济性好的方案,但也要避免片面追求高参数的趋向。应重点跟踪、了解候选机型的实际运行情况,尤其是运行的稳定性。