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浅谈水轮机转轮改型技术作者：盖丙全来源：《城市建设理论研究》2013年第03期摘要：我国80年代以前建设的一大批电站，由于机电设备落后，技术老化，机组设计水平低，制造工艺差，技术参数低。
以及部件老化机组出力受阻和自然条件的变化，已不能充分利用已开发的水力资源，从而造成水力资源的再度浪费。
再加上电网调峰的迫切需要。
如何提高已开发的水力资源的经济效益和社会效益成为许多老水电厂面临的重大课题。
因此，水电站水轮机转轮的改型是一项投入少产出多效益显著的项目，是提高水电站运行可靠性和经济性的最主要方向，已成为许多国家解决能源短缺问题的手段之一。
关键词：水轮机；轮转；改型技术中图分类号：TQ639.3文献标识码：A众所周知，水轮机转轮水电站的核心设备。
水轮机的水力性能、振动与空化主要取决于转轮性能，转轮性能的优劣对合理开发利用水能、保证电网可靠性方面有着巨大影响。
因此，对老的水轮机转轮的更新改造势在必行。
通过对水轮机转轮的改型，可提高机组效率，增加电站容量，改善机组运行的安全稳定性。
建国以来，我国水电建设取得了巨大成就，据统计我国常规水电装机容量已达到7700×104ｋＷ，其中，中小型水电站4．5×104余座，拥有机组7×104余台，总装机容量达2020×104ｋＷ，有近一半为50～60年代制造的设备。
由于当时条件限制，这些电站的水轮机多数是应用前苏联40～50年代的技术，制造技术落后，效率较低，过流能力差，总的能量指标偏低。
加上大部分国产机组生产于特殊年代，不按电厂各种条件而硬性套用定型图纸，或仅按模型试验的特定角度硬性规定设计，致使原来水力效率不高的转轮又偏离了高效率区。
还有性能指标较低，如高效区狭小、振动区范围大、空化性能差等，对机组的安全稳定运行产生了严重的影响，很大程度上降低了电站设备的运行管理水平和效益。
从我国水电事业的发展现状来看，大批水电站存在的主要问题及产生的严重后果主要是长期以来水轮机转轮的设计制造与使用条件相脱节，主要表现在下面几个方面：（１）水轮机转轮效率低。
轴流转桨式水轮机顶盖排水系统改造摘要：本文以水电厂机组顶盖排水系统控制系统改造为例，对我厂顶盖排水系统的组成及功能进行了详细介绍，并重点介绍本次改进的创新点及其应用。
关键词：顶盖系统；可编程控制器；控制系统0 引言长期以来，水电厂顶盖排水系统始终是困扰机组安全运行的重要因素之一，说其大，它只不过是水轮机的一个辅助系统，说其小，它却常常使发电机组强迫停运，甚至引起水淹水导事故，严重威胁到机组的安全稳定运行。
水电厂装机容量3×60MW，水轮机为轴流转桨式，型号为ZZD394-LD-580。
众所周知，轴流转桨式水轮机顶盖排水有异于混流式水轮机，混流式水轮机顶盖排水主要依靠座环2个固定空心导叶以自流方式排至渗漏集水井，而轴流式机组顶盖排水则完全依靠水泵排水。
一旦顶盖排水出现故障，将直接影响机组安全运行。
水电厂顶盖排水设置两台排水泵，互为备用。
用常规的浮子液位开关、交流中间继电器等元件控制水泵运行。
由于主轴密封和导叶轴套漏水量较大，使水泵启停频繁，给运行、检修人员带来诸多困扰。
因此，改造项盖排水回路是亟待解决的问题。
1原顶盖排水系统状况水电厂原顶盖排水系统有2台排水泵，工作泵1台、备用泵1台。
由于设计时没有充分考虑机组漏水量的大小，且两台泵功率小抽水效率低，运行时间较长，启动较为频繁。
顶盖排水泵控制系统设计不合理，只能人为进行主、备用泵的切换，无法实现自动轮换切换且排水泵、控制箱内空间狭窄不便于日常检修维护。
同时，控制系统存在单智能显控仪，单传感器信号反馈不准确，无PLC控制等缺点，在实际运行中暴露出诸多问题，已经远不能适应水电站自动化的要求，更不能满足水电站“无人值班，少人值守”的运行方式。
为了解决上述问题，决定对顶盖排水控制系统进行改造。
2 新系统组成及功能安装2支液位传感器、2台显控仪，实现传感器和液位控制仪相互备用；安装3台自动启动潜水泵，实现自动轮换；安装1台备用离心泵，手动投入或主泵长期启动时投入，提高抽水效率和可靠性；更换顶盖排水系统控制盘，加装PLC，排水泵启停由PLC执行，预留远程启停控制功能；安装电源自动切换装置，实现备用电源自动切换；完善信号上送，补充长期启动、液位超高等信号。
浅谈轴流转桨式水轮机组增容改造启动试验在“双碳”的目标和愿景之下，福建某水电站机组将承担各自区域电网内更重的调峰、调频任务.。
该类水电机组应适时进行大修并对满足条件的相关机组进行增容改造，在提升水电机组调频能力的同时，提高水能利用率，改善机组运行工况.。
启动试验是水电机组增容改造的最后环节，本文将从轴流转桨式水电机组增容改造启动试验方案的机械部分、电气部分和综合试验等三个方面进行研究探讨，为各类水电机组增容改造后的启动试验提供参考.。
关键词：启动试验；双碳；增容改造；水电机组1. 轴流转桨式水电机组增容改造后启动试验方案机械部分1.1调速器静态试验进行该实验之前应收回相关工作票，进行压油装置充油建压，将调速器系统由检修转运行，进行导桨叶全关全开试验并配合检修班组完成机组顺控、事故低油压等试验.。
在调速器静态试验期间，还要进行调速器建模试验，主要要验证增容改造后的调速器性能.。
1.2充水试验充水试验前应查检修渗漏排水系统正常，确认进水口闸门、尾水闸门处于关闭状态，蜗壳、尾水盘型阀关闭；做好机组防转动措施，将调速器系统、导水机构关闭，导叶接力器锁锭投入.。
尾水管充水：将导叶开度开至3%-5%作为排气通道后，打开尾水冲水阀对尾水管进行充水，在充水过程中随时观察机组顶盖、主轴密封、测压系统管路、尾水进人孔等各部滲漏水情况并记录相关测压标计读数.。
当充水至与尾水位平压时，才能提尾水门，在静水状态下完成机组导桨叶全开全关试验.。
压力钢管和蜗壳充水：打开进水口闸门充水阀，对压力钢管和蜗壳进行充水，观察蜗壳进人孔、蜗壳盘型阀渗漏水情况，待压力钢管平压后，记录压力钢管及蜗壳充水时间和静水压力值.。
在完成机组导叶漏水量测试后，检查射流泵排水是否正常并恢复机组技术供水.。
1.3机组以手动方式开机及空转试验在检查机组进水口快闸全开后，查机组处于冷备用状态，自用电各负荷开关和机组开关、刀闸、地刀位置正确.。
检查各油槽油位和压力油系统正常、技术供水各部水压正常、推力高压油装置投入正常、风闸全落且检修空气围带无压.。
龙口电站轴流式机组介绍水轮机是比较成熟的原动力，全世界从第一台水轮机问世至今，混流式、冲击式已经有一百多年，轴流转桨式也近一百年，斜流式、贯流式也有五六十年。
经过长时间的结构完善后，特别是近几十年的发展，各种机型的总体结构也趋于定型。
水轮机作为水电站的心脏，其运行的好坏决定着电站的经济效益。
水轮机的分类水轮发电机组是水电站的主要设备，水轮机是将水能转换成旋转的机械能，带动发电机发电。
按水流能量的转换方式来讲，水轮机可以分为两种：反击式和冲击式。
反击式：转轮位于水流流经的整个通道，在同一时间内所有的转轮叶片通道都有水流通过，经过叶片，流速大小和方向发生了变化，水流对转轮有一个反作用力，推动转轮旋转，利用这种反作用力推动转轮旋转的水轮机称之反击式机组（龙口和万家寨都属于此种）。
反击式水轮机主要利用了水流的势能和动能。
冲击式：当水流流经转轮的时候，不像反击式水轮机那样整个转轮位于水流通道中，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气之中，水流以射流形式冲击转轮。
主要是利用水流的动能推动转轮旋转。
成为冲击式机组。
多用于高水头水电厂。
冲击式水轮机主要利用的水流的动能。
反击式（混流式、轴流式、贯流式、斜流式）水轮机冲击式（水斗式、斜击式、双击式）混流式机组是最常见的最广泛的机组，其所以称之为混流式机组是因为水流在转轮中的流动过程是辐向进轴向出。
大型混流式机组适用于50-700m。
万家寨电站所有机组形式都是混流式机组，龙口5#为混流式机组1S1550-01机组布置图.dwg。
国内最大的混流式机组为三峡电站（700MW）。
轴流式水轮机水轮机总装图.pdf是目前应用比较广泛的一种水轮机。
适用水头为2-70m。
是一种低水头大流量水轮机。
它的水流方向为进出转轮叶片都是轴向的，轴向进，轴向出。
龙口1-4#为轴流式机组。
国内比较大的轴流式机组170MW葛洲坝电厂。
轴流式机组分为两种类型，分为轴流转浆式和轴流定桨式。
顾名思义，桨叶固定方式有所不同。
第一次作业1. 论述水轮机的基本类型和分类方法(1) 实际水流利用条件千差万别，各种形式的水轮机可以最大限度的利用水能。
1′(2) 水轮机可按能量利用特征、水流特征、转轮结构特征分类。
1′ (3) 水轮机的主要类型可以归纳如下： 4′⎧⎧⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩混流式轴流定浆式轴流式轴流转浆式斜流式反击式全贯流式伸缩式 水轮机贯流式半贯流式竖井式灯泡式水斗式（切击式）冲击式斜击式双击式(4) 水轮机按能量转换特征分为两类，为反击式和冲击式:反击式水轮机既利用水流的动能也利用水流的势能； 冲击式水轮机只利用水流的动能。
a.反击式水轮机按转轮区内水流相对于主轴流动方向的不同可分为:混流式（水流辐向进，轴向出）; 轴流式（水流轴向进，轴向出）;斜流式（水流沿着与主轴成某一角度的方向流动）; 贯流式（机组在流道中间，周围过水）。
其中:轴流式水轮机根据其转轮叶片在运行中能否转动，可分为:轴流定桨式和轴流转桨式.贯流式水轮机根据其发电机装置形式的不同，可分为:全贯流式和半贯流式。
b.冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为:水斗式、斜击式和双击式三种。
2′(5) 各种水轮机的适用水头不一样。
水斗式水轮机的适用水头约为300～1700m ，混流式水轮机约为20～700m ，轴流式水轮机约为3～80m ，斜流式水轮机约为40～200m ，贯流式水轮机约为1～25m 。
2′2.绘出混流式水轮机的示意图（沿主轴剖面图及沿蜗壳中心线平面图，图中应标明其主要部件的名称）。
图1混流式水轮机沿主轴剖面图6′图2混流式水轮机沿蜗壳中心线平面图4′3.比较混流式、轴流式和水斗式水轮机各主要部件的特征.评分标准：本题中前四种部件是主要方面，学生作答只要涵盖参考答案基本内容即可得分，不要求完全一致。
180通过导水机构进行流导水机构由导叶及其通过调速器调节叶片转动与导叶转动来调节流量达到最优工况第二次作业1. 试分析尾水管的工作原理，推导尾水管回收的能量表达式。
水轮机的工作原理,类型,应用水轮机是一种利用水能转换为机械能的装置。
它的工作原理基于水的动能和势能的转化，通过水的流动驱动叶轮旋转，进而带动发电机等设备工作。
水轮机的类型多样，根据不同的工作原理和结构特点可以分为各种不同的型号。
水轮机广泛应用于水电站、发电厂、农田灌溉和工业生产等领域。
水轮机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，水从水源通过引水系统流入水轮机的进水口；其次，水通过导水管道进入叶轮，叶轮上的叶片会因水的冲击力而转动；然后，叶轮的转动使得轴承带动发电机等设备旋转，最终将水的动能转化为机械能。
整个过程中，水通过叶轮的冲击和压力差的作用，完成了能量的转换和传递。
根据水轮机的结构和工作原理的不同，可以分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机两大类。
垂直轴水轮机的叶轮轴线与水平面垂直，其叶轮通常由多个叶片组成，水流与叶轮的轴线垂直方向相遇。
而水平轴水轮机的叶轮轴线与水平面平行，其叶轮轴通常设置在水流方向上。
水轮机还可以根据叶轮的形状、转动方式和布置方式划分为不同的型号，如斜流式水轮机、混流式水轮机和轴流式水轮机等。
水轮机广泛应用于水电站和发电厂中。
水电站是利用水的能量转化为电能的场所，水轮机作为水电站的核心设备，承担着将水的动能转化为机械能的重要任务。
通过水轮机的旋转，可以带动发电机发电，将水能转化为电能，并向社会供应清洁、可再生的电力资源。
此外，水轮机还被广泛应用于农田灌溉和工业生产领域。
在农田灌溉中，水轮机可以通过引水系统将水从河流或水库引入农田，提供灌溉水源；在工业生产中，水轮机可以驱动各种设备和机械，满足工业生产的需求。
水轮机是一种重要的水能利用装置，其工作原理基于水的动能和势能的转化。
根据不同的工作原理和结构特点，水轮机可以分为各种不同的类型。
水轮机广泛应用于水电站、发电厂、农田灌溉和工业生产等领域，为社会提供清洁、可再生的能源和动力支持。
随着科学技术的不断发展，水轮机的性能和效率将继续提升，为可持续发展和节能减排做出更大的贡献。
关于轴流转浆式水轮机组主轴密封改造方案的探讨摘要：轴流转浆式水轮机组在全国各地的水电站有着广泛的应用，主轴密封漏水仍是其存在的普遍问题，对此我国目前还没有很好的解决办法。
本文以葛洲坝湖北南河水电开发有限公司过渡湾水电站的主轴密封漏水问题为例，提出了一些改进方案，请各位专家共同探讨。
关键词：轴流转浆式水轮机组；主轴密封；技术改造前言：水轮机主轴密封对水轮发电机组运行稳定性、可靠性有着重要的影响，所以主轴密封漏水问题一直备受关注，经研究探讨在生产过程中主轴密封漏水严重主要由以下几个原因：一是主轴密封与底座配合不理想；二是主轴密封橡胶环浇筑尺寸存在偏差；三是橡胶环本身的材质问题，不耐磨；四是水浮力不可控，导致橡胶环上下浮动力度很难掌握，容易出现卡阻。
目前可行的解决办法有：一是利用耐磨材料解决密封漏水和橡胶环的损坏问题；二是利用弹簧力量均衡的特点，使主轴密封上下流动自如，避免橡胶卡阻又能够和转动环很好的接触；三是利用主轴密封自身漏水解决冷却问题（或者利用冷却水供水）。
主轴密封漏水问题是亟待解决的技术难题，还需要与各位专家共同商议探讨解决方案。
一、过渡湾电站概况葛洲坝湖北南河水电开发有限公司过渡湾水电站，位于保康县北部的过渡湾镇，距离保康县17.5公里，是南河流域水电开发规划中的第七级，是保康县的骨干电厂。
总装机容量是25.5（8.5×3）MW，水轮机组型号是ZZ500-LH-275，发电机组型号是SF8500-28/4250。
水轮机组为轴流转浆式机组，结构复杂，维修艰难，特别是水导部分检修难度更大，作业面小，人在里面操作困难，所以每次检修主轴密封时检修时间长，处理漏水、漏油比较难，若在丰水期出现主轴密封烧坏时，过长的检修时间会影响发电生产，给单位带来很大的经济损失。
二、主轴密封漏水过大和烧坏的主要因素：（一）主轴密封橡胶环在浇筑时尺寸不能很好的把握，又不能上车床进行尺寸校核，在现场安装时若与密封底座不能够吻合，则用手工打磨，会造成一定的偏差，偏差的间隙过大则产生大量漏水，间隙过小靠（0.05Mpa）压力又无法顶起橡胶环，不能起到密封作用，如果把水压调高，压力过大又会烧坏橡胶环。
水口水电站200MW轴流转桨式水轮机转轮改造
刘清勇;帅秀莲;陶红
【期刊名称】《电站系统工程》
【年(卷),期】2010(0)4
【摘要】水口水电站位于福建省闽江干流上,是我国＂七·五＂计划重点建设项目,共装有7台单机出力200MW轴流转桨式水轮发电机组,是当今世界上单机容量最大、使用水头接近其使用上限的高水头轴流转桨式水轮发电机组，1、2号机组由日立制作所和哈尔滨电机厂组成的联合体在有14个国、内外厂家参与的国际招标中一举中标，其余5台机组由哈尔滨电机厂单独供货，首台机组于1993年8月并网发电。
【总页数】2页(P67-67)
【关键词】轴流转桨式;水口水电站;水轮机转轮;水轮发电机组;改造;重点建设项目;单机容量;日立制作所
【作者】刘清勇;帅秀莲;陶红
【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,150040;大顶子山航电枢纽
【正文语种】中文
【中图分类】TM312
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浅谈水轮机的运行过程摘要：水能是目前公认最经济的一次能源，而水力发电则被认为是电能转换方式中最为经济的一种。
水电具有独特的优越性，与火电相比，水电的运行成本低；与核电相比，水电的安全性高且发电投资省。
同时，水力机组的高速动性、运转灵活性、在偏离设计工况运行时也能具有较高的运行效率等，使它成为电力系统最可靠的事故备用、负荷备用、承担调峰填谷任务等的不二之选。
因此，水力发电在参与电力系统运行时，占据一个十分独特的地位，并且随着电力系统容量的不断增大，这种独特优势会越来越显著。
关键词：水轮机；运行稳定性；过渡过程；空蚀破坏；泥沙磨损水轮机是由各种机械部件组合而成，是将水能转换成机械能的设备，是发电机组的原动力。
水轮机在运行中由于高压水流的冲击而高速旋转，难免会产生机械磨损和振动，出现各种意想不到的故障在所难免。
为了避免和减少水轮机故障，实现水力发电站的经济目的，提升水利发电站的社会效益，必然要认真细致地分析水轮机出现各种故障的成因，合理有效的加以预防，安全科学的予以处理。
1.机组过速故障当机组转速超过铭牌规定的额定转速，则出现过速事故，当机组转速升高至某一定值以上（一般超过额定转速的140%以上），机组转动部分离心力急剧增大，引起机组摆度与振动显著增大，造成转动部分与固定部分的碰撞，甚至事故不断扩大而损坏更多部件，所以必须有效地防止发生机组过速故障。
分析机组出现过速的原因有：（1）机组在带负荷运行时，由于各种原因突然甩掉负荷，如果此时导叶不能关闭，或者关闭过慢，水轮机组的转速就可能增高到额定转速的120%-140%，甚至更高。
（2）在机组正常开停机过程中，发生调速器失控，机组转速同样会急剧上升而发生过速。
（3）在机组正常开停机（或紧急停机）过程中，发生多根剪短销剪短，也会出现机组过速和剧烈震动。
2.水导瓦温度过高故障为了保证机组能够在同一条轴线进行转动，水轮机部位使用巴氏合金轴瓦来固定转轴。
因为轴瓦与转轴接触的间隙比较小，机组在转动时，由于相互摩擦导致发热，轴瓦和转轴的温度会升高，如果温度升高到巴氏合金轴瓦的熔点的时候，轴瓦将会被烧坏，转轴出现拉毛，就会引起水轮机组发生偏离轴线进行旋转从而振动。
水利水电工程机电设备常见运行问题探讨摘要：水利水电工程是利用水能发电的工程。
我国具备很多的水利资源，这些资源如果能利用发电，能够有效的支撑我们国家当前形势的发展。
水利水电工程历史悠久，发达国家的水电开发呈现饱和趋势，我们国家的水利水电还处于开发阶段，并且呈现着增长和规范化的趋势。
尤其在南方，存在很多小水电，这些水电的机电设备运行存在一些隐患。
需要在日常的工作中给予解决。
大型水电的机电设备在运行过程中也存在一些常见的问题，是本文所关心和探讨的。
关键词：水利水电；机电设备；运行。
引言：水利水电工程属于清洁能源，虽然前期投资大，建设难度相对较高，但是能源的利用对环境的破坏小，符合当下我们国家能源的策略。
国家重点开发清洁能源，使得水电受到重视，而机电设备作为水力发电的主要能源转换设备，它能否高效运转，关系到发电的效率和水电的发展质量。
在进行水利水电运行管理的时候，一些共性和常见的问题，需要运行管理的技术人员熟悉和掌握，在遇到问题时，能够快速妥善解决问题，保证生产和安全，保证水利水电工程的效率。
本文就常见的机电设备运行问题进行了剖析总结，希望为水利水电运行提供帮助，1.水利水电工程机电设备运行原理水利水电工程是将水能转换成电能的综合工程。
工程往往自身还兼备着防洪、灌溉、供水等等一系列的功能。
作为水利水电，厂房的机电设备就是主要利用水头电动水轮机的叶轮，从而切割励磁系统产生电能，通过变压器等电气设备将转换的电能输送到电网，完成电力的供给。
整个过程是清洁环保的，发电后的水通过水轮机进入尾水河道，对于下游不产生任何的污染与扰动。
一些大型的水利工程会专门设置通航和鱼道，满足生态和交通同行的要求。
水轮机根据布置的形式不同分为很多种，主要有立轴和卧轴，定桨和转桨等的区别，构造不同，但是应用的原理都是相同的，这就为解决水利水电工程的机电设备问题提供了部分便利条件。
运行和维护人员可以依次原理查找机电设备的问题，从而有针对性地进行解决和维护。
浅谈牛栏口水电站轴流式水轮机转桨改定桨运行摘要：牛栏口水电站实际投产以来，水头、流量、出力较为稳定，其转桨式水轮机受油器串油严重、油泵故障频繁、运行中产生大量的油雾，经常引起非计划停运。
为此,电站要求对水轮机转轮由转浆式改为定浆式，重庆水轮机厂经过技术论证、现场试验，通过少量改动实现了水轮机转桨改定桨运行，去掉受油器，使机组长期稳定运行。
关键词：水电站；水轮机；转桨；定桨1 前言牛栏口水电站位于重庆市石柱县境内龙河干流河段，坝址距石柱县城约16km。
水库正常蓄水位517.0m,死水位515.0m，为径流式水电站。
工程以发电为主，具有防洪、养殖、旅游等功能。
电站主要由大坝、引水系统和地面式发电厂房三大部分组成。
电站装机二台,总装机容量20MW。
多年平均发电量:6279×104kWh。
水轮机采用ZZ450-LH-225型轴流转桨式水轮机，立轴、混凝土蜗壳，Г形平顶断面，包角225度，弯肘型尾水管，与发电机直连，俯视顺时针旋转。
发电机型号为SF10-18/3900。
调速器油压装置型号HYZ-2.5-4.0.额定压力4.0MPa。
1.1 电站水轮机目前存在的问题（1）牛栏口电站转桨式水轮机运行时，桨叶开腔与关腔串油严重，检修维护量大，曾经引起非计划停运，对整机的安全运行产生很大的威胁。
（2）受油器操作油管摆度大，受油器密封经常损坏漏油和甩油;溅油盆自流排油不畅，导致油外溢到发电机定转子上，使设备既不清洁又影响安全运行，降低机组运行的可靠性。
（3）受油器两腔串油，油压装置油泵起动频繁，耗电量大。
（4）运行中在受油器的上支座内观察到大量的油雾产生，漫至整个发电机层，严重影响其它电气设备的安全运行。
（5）桨叶接力器活塞严重窜油。
1.2 转轮转桨改定桨的目的牛栏口电站两台转桨式水轮机受油器两腔串油，油压装置油泵起动频繁, 受油器和油泵电机故障率高,溢油时有发生，油雾严重，严重影响水轮发电机组正常运行,电站年发电量降低。
为此电站希望将水轮机转轮由转桨式改为定桨式，减少非计划停运，减少油泵启动次数，保证机组长时间可靠运行。
2 电站水轮机转轮由转桨改定桨技术分析2.1原水轮机主要技术参数2.2 水轮机转轮由转桨改定桨分析（1）转桨与定桨优缺点轴流转桨式水轮机桨叶由装在转轮体内的操作接力器控制，优点是可按水头和负荷变化作相应调整，可根据不同水头、流量按照最优规律运行，转轮的叶片安放角与活动导叶的开度协联，能在35～100%额定负荷范围内稳定运行，开停机平稳，在整个运行范围内效率较高。
缺点是结构复杂，维护量大，易出现漏油、油雾及油泵启动频繁等问题。
适用于水头、流量及负荷变化较大的电站。
轴流定桨式水轮机桨叶开度不能改变，优点是结构简单、安装方便、维护量小，不会出现漏油、油雾及油压装置启动频繁等问题。
缺点是运行范围相对较窄，能在75～100%额定负荷范围内稳定运行，开停机没有转桨式平稳；偏离工况点效率下降很快。
适用于水头、流量及负荷变化较小的电站。
由以上特点可以看出牛栏口电站选型为转桨式水轮机是充分考虑了电站水头变化范围较大（27.5m～39m）的特点的。
而是否可以将转桨改为定桨则应由电站实际运行情况确定。
（2）牛栏口电站实际运行情况牛栏口电站实际投产以来，水头变化并不大，近三年上游大坝水位在515.05～517之间，下游水位在477.37-479.37，毛水头在36.09～38.91m之间，单机组出力在5.0～9.6M之间，但大部分时间运行在7.5MW以上，特别是双机运行时大部分时间机组出力之和在15MW以上。
这就为机组转桨改为定桨创造了条件。
首先水头变化范围不大，绝对值不到3m，其次机组出力范围可满足GB/T15468-2006《水轮机基本技术条件》中规定的定桨式水轮机稳定运行范围为75～100%的规定。
（3）牛栏口电站转桨改定桨便利性牛栏口电站上游为藤子沟电站，且两电站均属一个公司，这给水力及电力调度带来了方便。
能保证牛栏口电站水轮发电机组所带负荷及上游水位波动不大。
（4）其它电站转桨改定桨成功案例据调查了解，电站将转桨式改为定桨式运行的成功例子：黑龙江依兰晨光电厂将原来ZZ600-LH-300改为定桨式运行多年，效果良好；重庆城口县白果坪水电站将原来ZZ660b-LH-305改为定桨式运行两年来，效果良好。
（5）牛栏口电站转桨改定桨可行性由以上分析和运行记录可以看出牛栏口电站多数时间其上游水位为515～517m之间, 下游水位在477.37-479.37m之间，毛水头在36.09～38.91m之间，单机组出力绝大部分时间运行在7.5MW以上，因此水头、负荷较为稳定，可以满足定桨式水轮发电机机组运行条件。
通过控制水头和负荷，使定桨式机组尽量在高效率区运行。
2.3 牛栏口水电站水轮机转轮由转桨改定桨后参数重新按额定水头、额定流量情况下做一个满足额定10.363MW出力的定桨式转轮，其转轮桨叶角度根据ZD450综合特性曲线满足额定出力要求，结合电站长期实际运行记录，转轮桨叶安装角度确定为8o左右，最终桨叶安装角度由现场试验确定。
（1）机组转桨改定桨后各水头下水轮机最大出力如下表（4）各项振动数据机组在各种运行工况下（包括甩负荷），机组各部件不产生共振和有害变形。
机组运行在出力75-100%额定负荷范围内各项振动数据不会超过国标GB/T8564-2003中对应于250～375r/min的立式机组振动允许值。
（5）汽蚀性能由于转轮改造前后汽蚀系数相同，因此转轮改造前后汽蚀情况变化不大;轴流式水轮机汽蚀均发生在转轮室的圆周上，汽蚀量不会有大的改变;由于转轮叶片固定,轮毂比小(新作定桨转轮),较转桨式转轮的过流能力有所提高, 汽蚀性能有所改善。
（6）调节品质根据其他电站经验，定桨运行并不引起调节品质的变坏，如将水轮机桨叶固定到8度不动，进行机组100%甩负荷试验，最大转速上升率和最大压力上升与改造前应基本一至，均应在国标充许范围内。
2.4 转桨改定桨效益分析（1）减少维护工作量，撤消受油器等桨叶操作机构，减少了检修和调度工作量，减轻了大量的劳动强度。
（2）提高了安全可靠性，由于受油器浮动轴瓦磨损，受油器轴磨损，轴承摆度增大，受油器配压阀套磨损，有时须进行强迫停运来更换盘根和进行受油器维护，避免了由此而降低机组可靠性系数的可能性。
（3）节能降耗明显，油耗大幅减少，调速器压力油槽的油压正常保持在3.8～4.0MPa之间，油泵在油压下降至3.8MPa时起泵，至4.0MPa时停泵，即间歇运行方式保持油压，油泵泵油频率大幅下降；经过定桨改造后,由于调速器压力油仅供水轮机接力器用，因此调速器用油量将大大减少。
厂用电也会下降。
（4）另外，撤消了受油器，油耗大幅减少，降低了电站运行为维护成本；同时，调速器油温不再过高，油质得到保证，延长了调速器使用寿命，。
（5）转轮漏油量没有了，减少维护工作量，提高了机组运行可靠性，机组多发电，电站的经济效益得到提高，同时降低了污染，社会效益明显。
2.5 水轮机转轮由转桨改定桨后缺点运行范围变窄，牛栏口电站转桨运行时其运行范围为3627KW～13583KW,改为定桨式运行时运行范围为7772KW～13583KW. 以上为理论分析结果，在许多电站实际运行中，轴流定桨式水轮机是可以低于75%额定出力运行的，应通过实验最终来确定，电站应充分考虑转桨改定桨后，空载开度明显加大。
因桨叶开度大，和导叶不协联。
转桨运行时空载开度一般在百分之十几，定桨运行时空载开度在百分之二十以上，有些甚至接近百分之四十。
转桨改定桨后，开关机过程出现明显的变化，振摆明显加大。
这是轴流定桨式水轮机的共性，开关机过程为机组的过渡过程，通过开机时间优化，振摆可得到改善。
2.6 水轮机转轮由转桨改定桨结论由于牛栏口电站容量不大,在电网中担任基荷运行，实际运行工况简单，运行记录可以看出牛栏口电站多数时间其上游水位为515～517m之间, 下游水位在477.37-479.37m之间，毛水头在36.09～38.91m之间，单机组出力绝大部分时间运行在7.5MW以上，因此水头、负荷较为稳定，可以满足定桨式水轮发电机机组运行条件。
通过控制水头和负荷，使定桨式机组尽量在高效率区运行。
把转桨式水轮机改为定桨式水轮机运行,总体出力没有受到影响,不仅减少了大量的检修维护工作,而且提高了机组的安全性、节能降耗明显。
因此，转改定是可行的，也是具有较好经济效益的。
同时考虑到今后电站水文及负荷变化，降低电站改造风险，应采用可逆式改造。
3 水轮机转轮由转桨改定桨具体方法水轮机转轮由转桨改定桨具体方法主要有更换新转轮和在现有转轮固定叶片两种办法：3.1 更换新转轮转轮体按定桨式轮毂比制作，减小轮毂外径，将桨叶直接焊接在转轮体上，优点是结构简单；缺点是费用较高，改造周期相对较长，为不可逆式改造，将来电站水头、流量、负荷变化较大时，不能适应新变化。
3.2 现有转轮固定叶片在现有转轮基础上固定叶片是指不更换转轮体，在原操作机构上采取措施将桨叶固定。
优点是不动机组流道尺寸及结构，可以通过现场实验来确定桨叶安放角度，对机组效率及稳定运行情况可以通过现场试验提前得知，对电站来说风险小；是可逆式改造，将来电站水头、流量、负荷变化较大时，只需做很小改动就可恢复转桨式运行，能适应新变化。
在电站易实施,改造成本低,工期较短。
综上所述，采用了第二种方法即现有转轮固定叶片的方法。
3.3 现场试验（1）试验内容：在现有水头条件下，将机组以协联关系正常开机并带至能带至的最大负荷后，将桨叶固定在7o、8o、9o、10o，调速器桨叶与导叶不协联运行，调节机组导叶开度，使机组出力达到10000kw，记录各数据。
在现有水头条件下，将桨叶固定在7o、8o、9o、10o，调速器桨叶与导叶不协联运行，调节机组导叶开度，检测机组稳定运行的低负荷值。
在现有水头条件下，将桨叶固定在由上述条件确定的桨叶角度下开机、停机另一台机按以上步骤做相同实验。
两台机同时按定桨方式运行测定机组出力。
（2）试验结论如下:1.牛栏口电站转桨改定桨后，单机、双机出力均比现有协联关系下转桨运行出力大。
2.桨叶安放角为7°、8°、9°、10°均能满足单机出力10000kw要求。
但明显安放角为7°、8°时机组稳定性要好于9°、10°，稳定运行范围要宽一些，安放角为9°、10°时，出力7500kw机组运行稳定性较差，特别是2号机，故可以排除此两个角度。
3.综合以上各数据，我们认为机组桨叶安放角确定在7°到8°之间是比较合理，考虑电站水机更具超发的潜能，我们建议转轮桨叶安放角确定为8°。
