马鹿塘水电站一期工程水轮机改造研究及实践
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，
调节库容 ４２ ｌ ， ． Ｘｏ ２ ＇ 具有年调节能力。
二期高坝建成蓄水后 ， 一期工程整个 首部枢纽 建筑物处于二期正常蓄水位之下 ， 全部废弃 ， 进水 口、 引水隧洞及调压井亦将废弃。一 、 二期电站共用 新建 的二 期大坝 、 进水 口、 引水 隧 洞及 调 压 井 ， 在 并 调压井后设连接隧洞向一期电站供水发电。一期钢 管道已按二期建成后 的水头条件设计 。一期发电厂 房位于二期厂房上游 ， 两者尾水位互不影响。一期 电站运行水头大幅提高 ， 、 前 后期主要特征参数变化 见表 １ 。 期工 程后期 水轮 机最 大水头 、 额定 水头 、 最小
云南 水 力 发 电
ＹＵ ＮＮ＾ Ｗ Ａ Ｒ ＰＯ Ｅ Ｎ ＴＥ Ｗ Ｒ
第２ ８卷 第 ２期
马 鹿 塘 水 电站 一 期 工 程水 轮 机 改 造研 究及 实践
姚建 国
（ 中国水电顾 问集 团昆明勘测设计研究院 ， 云南 昆明 ６０ ５ ） ５０ １ 摘 要： 马鹿塘水 电站一期工程水轮机改 造的水力参数选择 、 后期的有效结合 、 前 结构设计和改造方案等 ， 随着马鹿塘水电站二期
５ ．５ＭＷ； １５ 额定 转 速 ：２ ． ／ｉ； 逸转 速 ：１ ／ ４８６ｒ ｎ 飞 ｍ ７５ｒ ｍｎ 吸出高 度 ： ５ｍ； ｉ； 一
收 稿 日期 ： １ 一 ７—２ ０ ２ Ｉ０ ２
１ 水量损失 大。额定点单 位转速 ｎ ） 由 ６ ８ｒ ／
Ｉｎ 以转轮直径 Ｄ 计 ， Ｉ（ ｌ ｉ 以下 同） 降低至 ５ ． ｒｎ ６６ｒ ｉ， ／ ａ 单位流量 由０ ３ ｍ ／降低至 ０ １ ｍ ／， ．１ ３ ｓ ．８ ３ 水轮机 ｓ 运行范围大大偏离高效稳定运行区域 ， 效率大 幅降 低， 常年运行水量损失大、 不经济 ；
高坝工程的建设 ， 一期工程 运行水头大幅提高 ， 水轮发电机组需进行改造 。改造的原则是仅改造水轮机 ， 保持水轮机埋入部件 、 并 机组额定转速和单机容量不变 ， 电机及机 墩土建结 构不改 造。马鹿塘 水 电站 一期工 程水轮 机改造于 ２０ 年 ｌ 月开 始实施 ， 发 ０７ ０ ２１年 ８ ００ 月两台水轮机改造完成并重新投入发电， 机组运行平稳 ， 机组出力、 效率 等指标满足要求 ， 水轮机 改造取 得了经济效益和
电气 亚洲水 电设 备 有 限 公 司设 计 制 造 ， 轮机 主要 水
参数ห้องสมุดไป่ตู้： 号： Ｌ Ｆ 型 Ｈ （ ）一Ｌ 一２０ 公称 直径 ： ．６ Ｊ ３； ２３１ ｍ（ ）１６ Ｄ，／．４ｍ（ ； 大水 头 ：４ ．０ｍ； Ｄ ）最 ２８０ 额定水 头 ： ２１５ ； ２ ． ｍ 最小水头 ：１ ． 额定流量 ： ．１ ３ ０ ２８０ ｍ； ０ ２ ７ ｍ／ ５ ｓ额定效率 ： ．％； ； ９ ３ 最高效率 ：４０ ％； ２ ９ ．６ 额定 出力 ：
Ｄ Ｉ１ ．９９ｊｉｎ １０ Ｏ ：０３６ ／． ｓ．０６—３５ ．Ｏ ２０ ．０ ｓ ９ １２ １ ． ０８ ２
１ 工程 简介
马鹿 塘水 电站 位于 云南省 文 山州麻栗 坡县 境 内
２ 改造 问题的 由来
马鹿 塘 水 电站 二 期 工 程 以发 电为 主要 开发 目 的 ， 用 混合 式开 发 ， 采 首部 位 于一 期 大坝 下 游约 ４０ ０
盘龙河上 ， 系盘龙河梯级开发 中的第八个梯级 ， 电站 分 两期开 发建 设 。
一
ｉ处 的盘龙河与畴阳河汇 口下游峡谷入 口处 ， ｎ 坝型 为混凝土面板堆石坝 ， 最大坝高 １４ｍ， ５ 水库正常蓄 水位 ６７０ ， ２ ． ｍ 死水位 ５５ ０ ， ０ ５ ． ｍ 总库容 ５ ３ ×ｌ８ ０ ． ６ ０
一
水 系统 布置 于 盘 龙 河 右 岸 ， 坝 式 进 水 口、 水 隧 由 引 洞、 调压 井 及 钢 管 道 组 成 ， 用 一 管 两 机 的 布 置 方 采
式 。厂区枢纽位于猛洞河上游盘龙河右岸 ， 主厂房 内装设两台混流式水 轮发 电机组及其 附属设备 ， 水
轮机 蜗壳进 口前 设有 进水球 阀装 置 。电站装 机 容量 ２×５ Ｗ， ０Ｍ 多年 平 均 发 电量 ６９ ．７×１ｓ Ｗ ・ ， 利 ０ ｈ 年 ｋ 用小 时数 ６ ７ ， ９０ｈ保证 出力 ３ ． ９２ＭＷ。一 期 工程 于 ２０ ０２年 １ 开 工 建 设 ， 台机 组 分 别 于 ２０ 月 两 ０４年 １ ０ 月 和 ２０ 年 １ ０５ 月相 继建成 并 投产发 电。
社会效益 的双赢 。 关键词 ：马鹿塘水 电站 ； 水轮机 ； 运行水头 ； 大变幅 ； 改造 ； 实践
中图分类号 ： Ｋ ３ ；Ｋ ３ ．；Ｋ ３ ． Ｔ ７０ Ｔ ７０２ Ｔ ７０３
文献标 识码 ： Ｂ
文章编号 ： ０ — ９ １２ ｌ ） — ０８ ０ １ ６ ３５ （ｏ２０ ０２ — ５ ０ ２
作者简介 ： 姚建 国（９０一）男 ， ， １７ ， 人 高级工程师 ， 主要从事水电站水力机械设计工作
，
期工 程 以发 电为 主 要开 发 目的 ， 采用 低 坝 引
水式开发 ， 首部位于盘龙河右岸支流畴阳河 口下游 ， 坝型为混凝土重力坝 ， 最大坝高 ４ ｌ ０ｎ， 水库 正常蓄 水位 ５５０ ， １ ． ｍ 死水位 ５８０ ， ０ ０ ． ｍ 总库容 ４ １ ×１６ ０ ． ５ ０ 调节库容为 ２７ × Ｏ ｍ ， ． ｌ６ ３具有周调节能力 。引 ２
一
水 头分别 比前 期提 高 了 １３３ｍ、８５ｍ、１５ｍ， １． ９ ． ６ ． 在 如此大 的水 头变 幅 下 ， 如果 将 一 期工 程 的水 轮 发 电 机组 原封 不动 地过 渡到 后 期运 行 ， 轮 机 运 行 范 围 水 变化见 图 １将存 在 以下 问题 ： ，
期 工程 水轮发 电机组及 其 附属设 备 由原 通用
调节库容 ４２ ｌ ， ． Ｘｏ ２ ＇ 具有年调节能力。
二期高坝建成蓄水后 ， 一期工程整个 首部枢纽 建筑物处于二期正常蓄水位之下 ， 全部废弃 ， 进水 口、 引水隧洞及调压井亦将废弃。一 、 二期电站共用 新建 的二 期大坝 、 进水 口、 引水 隧 洞及 调 压 井 ， 在 并 调压井后设连接隧洞向一期电站供水发电。一期钢 管道已按二期建成后 的水头条件设计 。一期发电厂 房位于二期厂房上游 ， 两者尾水位互不影响。一期 电站运行水头大幅提高 ， 、 前 后期主要特征参数变化 见表 １ 。 期工 程后期 水轮 机最 大水头 、 额定 水头 、 最小
云南 水 力 发 电
ＹＵ ＮＮ＾ Ｗ Ａ Ｒ ＰＯ Ｅ Ｎ ＴＥ Ｗ Ｒ
第２ ８卷 第 ２期
马 鹿 塘 水 电站 一 期 工 程水 轮 机 改 造研 究及 实践
姚建 国
（ 中国水电顾 问集 团昆明勘测设计研究院 ， 云南 昆明 ６０ ５ ） ５０ １ 摘 要： 马鹿塘水 电站一期工程水轮机改 造的水力参数选择 、 后期的有效结合 、 前 结构设计和改造方案等 ， 随着马鹿塘水电站二期
５ ．５ＭＷ； １５ 额定 转 速 ：２ ． ／ｉ； 逸转 速 ：１ ／ ４８６ｒ ｎ 飞 ｍ ７５ｒ ｍｎ 吸出高 度 ： ５ｍ； ｉ； 一
收 稿 日期 ： １ 一 ７—２ ０ ２ Ｉ０ ２
１ 水量损失 大。额定点单 位转速 ｎ ） 由 ６ ８ｒ ／
Ｉｎ 以转轮直径 Ｄ 计 ， Ｉ（ ｌ ｉ 以下 同） 降低至 ５ ． ｒｎ ６６ｒ ｉ， ／ ａ 单位流量 由０ ３ ｍ ／降低至 ０ １ ｍ ／， ．１ ３ ｓ ．８ ３ 水轮机 ｓ 运行范围大大偏离高效稳定运行区域 ， 效率大 幅降 低， 常年运行水量损失大、 不经济 ；
高坝工程的建设 ， 一期工程 运行水头大幅提高 ， 水轮发电机组需进行改造 。改造的原则是仅改造水轮机 ， 保持水轮机埋入部件 、 并 机组额定转速和单机容量不变 ， 电机及机 墩土建结 构不改 造。马鹿塘 水 电站 一期工 程水轮 机改造于 ２０ 年 ｌ 月开 始实施 ， 发 ０７ ０ ２１年 ８ ００ 月两台水轮机改造完成并重新投入发电， 机组运行平稳 ， 机组出力、 效率 等指标满足要求 ， 水轮机 改造取 得了经济效益和
电气 亚洲水 电设 备 有 限 公 司设 计 制 造 ， 轮机 主要 水
参数ห้องสมุดไป่ตู้： 号： Ｌ Ｆ 型 Ｈ （ ）一Ｌ 一２０ 公称 直径 ： ．６ Ｊ ３； ２３１ ｍ（ ）１６ Ｄ，／．４ｍ（ ； 大水 头 ：４ ．０ｍ； Ｄ ）最 ２８０ 额定水 头 ： ２１５ ； ２ ． ｍ 最小水头 ：１ ． 额定流量 ： ．１ ３ ０ ２８０ ｍ； ０ ２ ７ ｍ／ ５ ｓ额定效率 ： ．％； ； ９ ３ 最高效率 ：４０ ％； ２ ９ ．６ 额定 出力 ：
Ｄ Ｉ１ ．９９ｊｉｎ １０ Ｏ ：０３６ ／． ｓ．０６—３５ ．Ｏ ２０ ．０ ｓ ９ １２ １ ． ０８ ２
１ 工程 简介
马鹿 塘水 电站 位于 云南省 文 山州麻栗 坡县 境 内
２ 改造 问题的 由来
马鹿 塘 水 电站 二 期 工 程 以发 电为 主要 开发 目 的 ， 用 混合 式开 发 ， 采 首部 位 于一 期 大坝 下 游约 ４０ ０
盘龙河上 ， 系盘龙河梯级开发 中的第八个梯级 ， 电站 分 两期开 发建 设 。
一
ｉ处 的盘龙河与畴阳河汇 口下游峡谷入 口处 ， ｎ 坝型 为混凝土面板堆石坝 ， 最大坝高 １４ｍ， ５ 水库正常蓄 水位 ６７０ ， ２ ． ｍ 死水位 ５５ ０ ， ０ ５ ． ｍ 总库容 ５ ３ ×ｌ８ ０ ． ６ ０
一
水 系统 布置 于 盘 龙 河 右 岸 ， 坝 式 进 水 口、 水 隧 由 引 洞、 调压 井 及 钢 管 道 组 成 ， 用 一 管 两 机 的 布 置 方 采
式 。厂区枢纽位于猛洞河上游盘龙河右岸 ， 主厂房 内装设两台混流式水 轮发 电机组及其 附属设备 ， 水
轮机 蜗壳进 口前 设有 进水球 阀装 置 。电站装 机 容量 ２×５ Ｗ， ０Ｍ 多年 平 均 发 电量 ６９ ．７×１ｓ Ｗ ・ ， 利 ０ ｈ 年 ｋ 用小 时数 ６ ７ ， ９０ｈ保证 出力 ３ ． ９２ＭＷ。一 期 工程 于 ２０ ０２年 １ 开 工 建 设 ， 台机 组 分 别 于 ２０ 月 两 ０４年 １ ０ 月 和 ２０ 年 １ ０５ 月相 继建成 并 投产发 电。
社会效益 的双赢 。 关键词 ：马鹿塘水 电站 ； 水轮机 ； 运行水头 ； 大变幅 ； 改造 ； 实践
中图分类号 ： Ｋ ３ ；Ｋ ３ ．；Ｋ ３ ． Ｔ ７０ Ｔ ７０２ Ｔ ７０３
文献标 识码 ： Ｂ
文章编号 ： ０ — ９ １２ ｌ ） — ０８ ０ １ ６ ３５ （ｏ２０ ０２ — ５ ０ ２
作者简介 ： 姚建 国（９０一）男 ， ， １７ ， 人 高级工程师 ， 主要从事水电站水力机械设计工作
，
期工 程 以发 电为 主 要开 发 目的 ， 采用 低 坝 引
水式开发 ， 首部位于盘龙河右岸支流畴阳河 口下游 ， 坝型为混凝土重力坝 ， 最大坝高 ４ ｌ ０ｎ， 水库 正常蓄 水位 ５５０ ， １ ． ｍ 死水位 ５８０ ， ０ ０ ． ｍ 总库容 ４ １ ×１６ ０ ． ５ ０ 调节库容为 ２７ × Ｏ ｍ ， ． ｌ６ ３具有周调节能力 。引 ２
一
水 头分别 比前 期提 高 了 １３３ｍ、８５ｍ、１５ｍ， １． ９ ． ６ ． 在 如此大 的水 头变 幅 下 ， 如果 将 一 期工 程 的水 轮 发 电 机组 原封 不动 地过 渡到 后 期运 行 ， 轮 机 运 行 范 围 水 变化见 图 １将存 在 以下 问题 ： ，
期 工程 水轮发 电机组及 其 附属设 备 由原 通用