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小水电站低负荷运行及气蚀预防措施

2015年3月26日() 来源:土木工程网 作者:佚名 阅读:

  1、贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势

  贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同,为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量,保证导叶较平滑绕流,轴流式水轮机需设置蜗壳,其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳,流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置,从流道进口到尾水管出口,水流沿轴向几乎呈直线流动,避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏,水流平顺,水力损失小,尾水管恢复性能好,水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内,采用直锥扩散形尾水管,流道短而平直对称,水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组,中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

  贯流式水轮机单位过流量大,转速高,水轮机效率高,且高效区宽,加权平均效率也较高,具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上,比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比,在相同水头和相同单机容量时,其机组尺寸小,重量轻,材料消耗少,机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

  贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机,其空化系数相对较小,机组可靠性高,运行故障率低,可用率高,检修时间缩短,检修周期延长。对于低水头资源开发,贯流式水轮机的稳定运行范围宽,在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下),是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站,额定水头6.2m,最大水头10.0m,但在1.3m水头时仍能稳定运行。

  贯流式水轮发电机组结构紧凑,布置简洁,厂房土建工程量较小,可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻,施工和设备安装方便,可缩短工期,实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料,采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组,电站建设投资一般可节省10%~25%,年发电量可增加约3%~5%.如我国广东白垢和广西马骝滩水电站,投资节省分别达22.6%和24%.小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较,也可节省建设投资约10%~20%.由此可见,贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式,具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。

  2、国内外贯流式水轮机的应用现状

  贯流式水轮机自20世纪30年代问世以来,因其优良的技术经济特性和适用性而得到广泛应用和迅速发展,包括灯泡贯流发电机技术在内的贯流机组技术日益成熟,贯流式水电站的开发、设计、运行技术与经验日益丰富。国外水头25m以下的水电开发,已出现取代轴流式水轮机的局面。贯流机组技术在1960~1990的发展最为迅猛,这一时期投入运行的贯流机组,最大单机容量达65.8MW(灯泡贯流,日本只见),最大水轮机转轮直径达8.2m(竖井贯流,美国墨累),最高工作水头达22.45m(灯泡贯流,日本新乡第二)。

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