浅谈小水电站增容改造的水轮机技术方案设计

水电站水轮机技术改造方案探讨【摘要】近年来，随着水电站在经济建设中重要地位的越发突出，人们开始更加注重水电站的建设工作。

相对于其他行业的工作来说，水电站能够健康有序发展的关键就是其可靠性。

所以说，只有保证水电站的可靠性才能够实现其正常运转。

与可靠性相对应产生的，就是水轮机技术的改造，通过改造可以保证生产质量、减少检修费用。

结合水电站工作经验将水轮机改造技术进行详细探究，找寻出水轮机在运行中出现的问题，详细制定出改造水轮机的设计方案，以及分析得出应对故障的出现应采取的措施。

【关键词】水电站建设；稳定性；水轮机；改造方案具体分析水轮机的发展方向以及其自身所独有的特点，实质上是单位机组的容量、水头利用率等相关问题。

但是据实际情况调查发现，很多的水电站其设备应用都存在较为明显的问题，例如设备的陈旧、容量不足以及破损等等，所以实施技术改造已经成为刻不容缓的事情。

本文就对水电站展开分析，并着重阐述水轮机的技术改造方案和原则，内容如下。

1水轮机运行问题分析具体分析水轮机的问题，可以从以下几个方面着手：首先，性能问题在调查中发现，多数的水轮机技术以及制造质量上均存在一定的问题。

同时，一些单位选择的水轮机无法满足具体应用的需求，例如ZZ560型号，其自身的单位流量以及转速、效率等方面均存在较差性能的情况。

再加上一些条件上的限制，部分水轮机的加工质量与实际要求质量不符，最终出现故障，并长期性的进行运作，无法保证最终工作的稳定性和安全性。

其次，性能参数、运行参数之间的差距水轮机想要良好的运行，必须保证其性能参数、运行参数二者之间的有机契合。

反之将会直接造成运行障碍情况，还会降低运行的效率以及运行的寿命等等。

同时，一些水电站在建成投入使用之前，并未对具体的实际水量以及水文等情况加以考察，最终出现了实际数据、设计数据有出入的局面，进而也会引发性能问题。

再次，设备老化很多的水电站管理人员，对于水电站管理工作，可能都不是专业的科班出身，所以其缺乏一套相关的理论知识体系。

水轮发电机组增效扩容技术改造分析摘要：随着当前社会对于水力发电需求的不断提高，进一步保障水轮发电机组发电效率成为水电站发展的当务之急。

基于此，本文结合实际工程案例，针对水轮发电机组增效扩容技术改造展开详尽的分析和探讨，简要介绍了工程概况，以及当前水轮发电机组运行过程中存在的主要问题，并结合实际情况探讨了水轮发电机组增效扩容改造技术措施，以期能够为相关从业者提供有效参考。

关键词：水轮发电机组；增效扩容；改造引言：水轮发电机组作为水电站的主要发电设备，其运行状态对于水电站发电效率以及水电站经济收益等都有着直接的影响，随着长期的使用和运行，水轮发电机组难以避免会出现老化、效率不高等情况。

因此，为保障水电站经济效益，加强对于水轮发电机组增效扩容方面的研究和探讨是十分有必要的。

一、工程概况本文以清远市银龙电站设备优化改进项目为例，展开探讨。

在2019年，该水电站2号机组机因过流部件磨损严重，导致机组运行效率低，而且存在发电机定子槽楔有松动、转子磁极松动下沉的情况，设备效率低于设计要求，并伴有生产安全隐患，为保障机组运行安全，提升设备运行效率，必须要对其进行大修处理，以此确保设备能够达到良好的运行状态。

结合该项目工程的实际情况以及功能需求，最终决定对水轮发电机组采取相应增效扩容改造处理，以此保障设备运行效率，帮助水电站进一步提高自身经济收益。

二、水轮发电机组运行主要问题（一）机组选型不当由于银龙水电站其建设时间较长，在传统建设理念以及技术水平和条件的限制之下，所选择的机组型号性能等，与实际电站的水利参数之间存在一定差异，导致机组在投入运行使用的过程中，其发电效率以及相应参数难以满足实际运行需求，使得水电站运行效率相对较低，平均发电量也较少，严重影响了水电站的正常运行和持续发展，在此情况之下，加强对于水电站实际情况的研究和探讨，合理采取相应技术改造措施，就成为了解决水电站运行效率问题的必然选择[1]。

（二）发电机老化随着发电机组使用年限的不断增加和延长，设备老化情况已经相对较为严重，已经出现线圈绝缘老化、定子槽楔松动及转子线圈下沉等情况。

水电厂水轮机增效扩容改造水电厂水轮机增效扩容改造随着社会经济的不断发展，对电力资源的需求也在逐渐增加。

为了满足日益增长的电力需求，提高水电厂的发电效率和扩大发电规模成为当前亟需解决的问题。

水轮机作为水电厂发电的核心设备，其增效扩容改造是提高发电效率和产能的重要手段。

本文将从高效发电技术、改造方案和效益分析三个方面，探讨水电厂水轮机增效扩容改造的内容。

一、高效发电技术1. 优化叶轮设计：通过对叶轮进行优化设计，提高水轮机的转化效率。

采用流线型设计和先进的叶片形状，减少能量损失和水流分离现象，提高叶轮的工作效率。

2. 提高转子材料和制造工艺：采用先进的材料和制造工艺，提高转子的强度和耐磨性，降低转子的损耗和摩擦，提高水轮机的转化效率。

3. 安装高效节能设备：通过安装高效节能设备，如频率变换器、电子调速器等，实现水轮机的自动化调整和运行控制，提高水轮机的效率和稳定性。

二、改造方案1. 轴流水轮机的改造：对原有的轴流水轮机进行改造，可以采用增加叶轮叶片数量、优化叶轮叶片形状等方式，提高水轮机的效率和功率。

2. 混流水轮机的改造：对原有的混流水轮机进行改造，可以采用增加叶轮直径、优化叶轮进出口截面、提高转子材料等方式，提高水轮机的效率和扬程。

3. 泄洪式水轮机的改造：对原有的泄洪式水轮机进行改造，可以采用增加导叶数量、优化导叶进口形状、改善冲击压力等方式，提高水轮机的效率和水利特性。

三、效益分析1. 经济效益：水电厂水轮机增效扩容改造可以提高发电效率和产能，使得发电量增加，银行的发电效益也随之提高。

同时，改造后的水轮机运行更加稳定可靠，减少了停机和维修的成本。

2. 资源效益：水电厂水轮机增效扩容改造可以充分利用水能资源，提高能源的利用效率。

通过优化叶轮设计、改善水轮机的运行特性，降低了对水的类型和水质要求，提高了水能资源的利用效率。

3. 环境效益：水电厂水轮机增效扩容改造可以减少对水资源的占用和消耗，降低了水电厂对环境的影响。

浅谈小水电站增容改造的水轮机技术方案设计胡群娇【摘要】通过实例阐述了小型水电站增容改造水轮机技术方案设计的思路和方法,指出水轮机转轮的选型及结构设计与过流部件的配套改造,是制订增容改造技术方案的重点,是增容改造成功的关键.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】3页(P166-168)【关键词】水电站;增容改造;转轮选型;结构设计【作者】胡群娇【作者单位】南宁市川水发电设备技术有限公司,广西南宁530031【正文语种】中文【中图分类】TV742许多小水电站水轮发电机组经过多年运行后，普遍存在机组磨损老化严重、导水机构漏水增加、机组效率低及出力下降等问题。

同时，发电机绝缘老化，危及到电站的安全运行，存在着大修或更新改造的要求。

另一方面，近年来随着国家加大对水利基础设施建设的投入，也给小水电站的更新改造，提供了资金支持。

部分水资源条件较好的小水电站，都有借机组更新改造之机进行增容，通过提高机组出力增加发电量，提高发电收入，同时又能达到设备技术更新的设想。

但各个电站具体情况各异，技术方案设计需要通过实地考查，充分认证计算，并进行方案的比较、经济效益的分析后得出的。

笔者从事了多年的电站技术改造工作，积累了一些实践经验，在这里通过实例对电站水轮机组增容改造技术方案的设计思路和方法进行总结，谨与同行交流。

水电站进行增容改造，需要具备一定的条件：首先，丰水期要有较长时间和较大流量的弃水，即水资源条件具备；其次，增容改造原则上利用电站原有的水工建筑及机组的大部份零部件，只通过更换能通过较大流量的新型高效转轮，同时对过流部件进行配套改造；发电机则需要更换加大线径的定子、转子线圈，并采用新型绝缘材料，提高发电机的绝缘等级，以达到降低投资、增加出力的效果。

进行水轮机增容技术改造前，首先要掌握电站第一手确切资料，内容包括：（1）电站现有水轮发电机组机型、装机容量、设计出力、实际出力、投入运行年份等资料。

水电站改造方案当今社会，能源问题已经成为人们关注的共同话题。

在能源形势日益严峻的形势下，水电站已经成为一种重要的发电方式。

不过，随着时间的推移和技术的发展，许多老旧水电站的发电效率逐渐降低，对于环境的影响也越来越大。

因此，对老旧水电站进行改造，提高其发电效率和环保性，成为了一个迫切需要解决的问题。

一、改造方案之一——水轮机更新许多老旧水电站的水轮机已经使用了数十年，技术水平已经落后，效率也越来越低。

为此，可以采用水轮机更新的方式，更换更加高效的水轮机。

例如，采用流道改进、流量增大等措施，利用液压机构替代传统机械结构，或者采用新型材料制造水轮机等方法，都可以提高水电站的发电效率。

二、改造方案之二——建设小水电站在一些地形起伏大而水流量很小的河流，利用传统的大型水电站发电是不经济的。

因此，建设小型水电站，利用小的水头进行发电，不仅节约了建设成本，而且可以更好的为周围地区提供供电服务。

在小型水电站的建设过程中，需要考虑到生态环境，避免对周围生态系统的影响。

三、改造方案之三——水库加固在水电站建设过程中，许多水利工程建设者在施工中为了节省费用和时间，采用了一些不符合科学要求的措施，导致一些水库出现了出渗透、坍塌等问题。

为此，需要采取科学的水库加固方案，包括加强水库坝体的涵洞、加固溢洪道等工程，改善水库的结构，保证其在长期运转中的安全性。

四、改造方案之四——替代发电方式随着社会的发展，新型的清洁能源逐渐崛起，例如太阳能、风能等，在一些地区，这些新型的能源已经可以替代水电站成为主要的发电方式。

因此，在一些条件允许的地区，可以考虑逐步替代水电站，采用新型的清洁能源发电方式。

总之，随着社会的不断发展和科技的不断进步，对于老旧水电站的改造工作是一项重要的任务。

只有通过各种有效的改造方案，才能使水电站更加环保、高效，更好地适应人们的能源需求。

同时，在改造的过程中，也需要对环境保护有更高的要求，尽量减少对周围自然环境的影响。

浅析水电站增效扩容改造改造方案及实践摘要：文章以某水电站为例，对水电站增效扩容技术改造进行探讨，提出水电站优化设计的方法措施。

通过技术改造,达到了充分利用水能资源、增加出力、提高效率以及提高设备运行稳定性、安全性等目的,具有显著的经济效益和社会效益。

关键词：水电站；增效扩容；技术改造；效益引言中小水电站作为我国能源供应的重要组成部分，在历史上发挥了重要而积极的作用，既为经济社会发展提供了稳定的电力能源供应；又发挥了防洪、抗旱的重要作用，确保了当地流域的安全。

但随着经济社会的快速发展，中小水电站由于运营时间久远，受当时装备水平、设计标准、施工技术等方面的限制，已经不能充分满足当前经济社会发展需求，迫切需要进行增效扩容改造。

1概述某水电站增效扩容改造项目是“十二五”规划实施的第二批农村水电增效扩容改造工程，项目总投资1560万元。

工程建设主要项目有:水轮发电机组增容改造，装机容量由2×3750kW改造为2×4000kW；更新改造调速器，更新监控保护设备、高低压开关柜、户外开关设备、主变等电气设备，机械附属设备、金属结构维修维护，引水渠道防渗加固，增建副厂房及原厂房修缮等，实施综合自动化监控系统和视频监视系统，实现了增效、安全、规范的改造建设目的，达到了“少人值守”的工程设计标准。

2增效扩容改造原因分析2.1电站发电出力不足本水电站为引水式电站，引水渠道980m，设计过水流量为84.80m3/s。

电站内建有两个车间，一车间装机2×3750kW，引用流量74.60m3/s，设计水头12.50m，另一车间装机1×1000kW，引用流量10.20m3/s，由于多年运行的冲刷，造成引水渠内侧凹凸不平，粗糙增大，输水能力下降，渗漏水较大，水库正常蓄水位下电站发电出力仅达到7900kW，达不到总装机的额定出力。

2.2发电机组定子、转子运行温度过高2×3750kW机组于1993年投产运行，经过20多年的运行，设备老化，性能下降，经过多次维修维护，转轮叶片变形，漏水量增大，效率下降；发电机组投产以来定子、转子运行温度过高，额定负荷下定子线圈运行温度高达125℃，导致绝缘过快老化，多次发生击穿短路事故。

浅谈小型水电站水轮发电机增效扩容改造设计作者：孙浩来源：《科技创新与应用》2015年第11期摘要：受使用年限的制约，我国很多小型水电站水轮发电机都出现了老化等问题，需要进行增效扩容改造。

文章主要针对水轮发电机增效扩容改造的合理选取、电气主接线及短路电流的计算复核、电气设备的选择与布置、接地系统的检查与修复等方面问题进行了分析，希望通过文章的分析，对相关工作具有一定的参考价值。

关键词：水轮发电机；增效扩容；改造设计1 水轮发电机增效扩容改造的合理选取1.1 定子绕组转子绕组的改造在进行发电机增效扩容改造时，应考虑这样的原则，那就是增容后机组转速保持不变，发电机极对数也是不变的。

而要想实现增容，就要改变原定子绕组，增大绕组线规，降低绕组电阻，使绕组电阻发热总量低于原绕组。

绝缘浸漆工艺也是需要改变的部分，需要从B级提高到F级，采用新型的耐压高、介质损耗低的绝缘材料，降低绝缘厚度，这样做是为了最大限度的增加线规。

当定子绕组和转子绕组在F级后，还要控制机组温度在合理的区间内，各项指标正常，最大限度的保证机组的工作效率。

就一般情况而言，设计发电机定转子绕组时都会有一定的裕量，在机组增容10%～15%的区间里，定转子绕组变动的可能性是不大的。

但当机组增容在一个比较大的幅度时，就应根据实际的增容情况判断需要的匝数及绕组截面积，再有针对性的改换定子和转子绕组。

增容幅度比较大时，由于机墩受限或其他原因无法和增容后的水轮机出力相一致时，更换定转子绕组的方法同样适用。

1.2 通风冷却系统的改造发电机的温度和扩容也会受到通风冷却系统优良与否的影响。

受到科学技术发展水平的制约，我国早期的发电机冷却器和风机的通风冷却系统问题还是比较突出的，散热效果不佳、工作效率低、噪音大都是其中的方面，正因为如此就比较容易出现结垢、锈蚀、堵塞等情况，冷却会受到阻碍，机组温度持续增加。

所以进行更换是比较好的方法。

自然冷却或通风管冷却的方法在一些小型机组中使用比较多，发电机直接与室外相通，环境温度将直接作用于发电机的温度。

小型水电站增效扩容改造技术要点分析近年来，水电站在促进我国电力事业的发展中发挥了十分重要的作用。

但是不可否定的是，一些小型的水电站在日常运行中存在这样或那样的问题，例如运行效率不高、资源严重浪费和机电设备老旧等，所以为了更好地促进其运行效率的提升，在降低能耗的同时提高其生产效率，加强对其的增效扩容改造就显得尤为必要。

因而本文以10000KW小型水电站为例，首先对小型水电站增效扩容改造的目标进行了确定；其次对小型水电站增效扩容改造的技术要点进行了探讨；最后对全文进行了简单的总结。

旨在与同行进行业务之间的交流，以更好地促进小型水电站潜力的发挥和经济效益的提升。

标签：小型水电站；增效扩容；改造；技术要点本工程位于某县湘江一级支流一条河流上，装有发电机4台，装机容量为10000KW，与国家电网公司并网，将所发电量输入国家电网公司后，主要供该县范围内的补充性供电，属于小型水电站，自1992年建站以来，目前已经运行24年之久，当前所面临的最大问题就在于运行效率低下、资源浪费严重、机电设备老化等。

所以为了增容扩效，就必须切实加强对其技改工作的开展。

所以本文结合自2012年以来的技改实践，直到2015年10月完成整个技改工作，以下就本10000KW小型水电站的增效扩容改造技术要点做出以下分析。

1、改造目的分析为了更好地强化本水电站增效扩容改造工作的开展，在结合本水电站实际的情况下，对改造目的进行了确定。

在本次改造中，主要是采用不锈钢转轮以及机组的替换达到增效扩容的目的，从而更好地扭转盈亏的局面，促进自身经济效益的提升。

而就本改造工程的目的而言，主要体现在以下几个方面。

一是在环境方面的技改目标，希望通过对本水电站的增效扩容改造达到优化控制质量的目的，尽可能地将二氧化碳的排放量降到最低，从而更好地修复水电站所在河流的生态环境，同时加强河流生物的保护。

二是在社会方面的技改目标，主要是通过技改后的水电站，提高其防洪抗旱的作用，为本地提供更加优质高效的电力服务。

探讨小型水电站水轮机中的技术改造摘要：水电站一般有几个组成部分，分别是水力系统、机械系统和电能产生装置等。

通过这些系统的共同作用，水电站才能完成水能到电能的转化。

在水能向电能转化这一过程中，水机电系统起到了关键性作用，而在这一系统中，水轮机是必不可少的存在，它能在一定程度上驱动发电机发电，进一步帮助水机电系统顺利实现水能到电能的转换水利枢纽工程。

关键词：小型水电站，水轮机；技术改造我国一直十分注重科技和经济的发展，到目前为止，已经建立了不少水电站水库，其中水电站中的设施水平一直在不断提高。

通过这一举措，国家可以实现对于水力资源的可持续利用，更能够解决地域上水资源分布不均匀的问题。

因此，国家大力开发并利用现有的水系资源，兴建水利工程，而作为水能向电能转换过程中运用到的重要设备，水轮机开始逐步被重视起来[1]。

一、小型水电站现存的问题（一）水轮机的设备磨损和老化在水电站中的水机电系统运转过程中，水机电系统承载了巨大的压力。

因为水力发电不仅具备将水能转化为电能的作用，还具备过滤清洁的作用。

这也就是说在水利工程中，水机电系统不但要抽水以积蓄电能，还要将水源中的泥沙过滤出去。

广西水资源分布广泛，小型水电站也是数量繁多，但是对于广西的大部分小型水电站来说，当时的建造条件还十分落后，机电设备水平也不高，不能与当代技术相提并论。

而且当时的建筑人员在建造水电站前也并不会像现在一样先派出考察小组进行实地考察，随后再根据考察的结果进行相应的设计，制定合理的设计方案，并在施工过程中采用合理的机器设备。

所以很大一部分水电站都会出现这样一种现象，就是在建立后的初期，水电设施工作运转高效，但后期开始故障频出。

这与初步建造时采用的机电设备密切相关，由于旧时技术手段并不先进，生产的机电设备仍旧存在许多缺陷，所以在重复性地进行一段时间的抽水、过滤工作后，设备磨损会变得十分严重，水机电系统的运转也会收到影响，因此许多的小型水电站的效率与以前相比都大幅度减少[2]。