水电站水轮机选型设计中主要参数的确定

水电站水轮机选型设计中主要参数的确定

发表时间：2017-12-14T09:43:09.620Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：赵壮卿[导读] 摘要：作为现代生活最为关键的组成部分和基础，电有着无可替代的重要作用。 (海南海控水利建设有限公司海南海口 571116)

摘要：作为现代生活最为关键的组成部分和基础，电有着无可替代的重要作用。作为电能重要来源的之一的水电站，在电能日益需求过大的现代社会，对于现代社会的稳定和发展，起着非常重要的作用。所以说，水电站的设计以及建设是非常重要的，其设计的合理性能够在很大程度上提高水电站发电的效率性。水轮机作为影响水电站投资效率和经济效益最为重要的一环，研究其选型具有非常重要的意义。文章主要以如何能够更好提高水电站的运行和发电效率为中心，详细的探讨了水轮机运行的各个方面。

关键词：水电站水轮机；选型设计；主要参数；影响因素

1 前言

俗话说，现代社会如果离开了电，整个社会直接会倒退一百年，虽然这话有那么一点夸张，但是不可否认电能在现代社会的重要作用。水力发电是电能供给的一个重要来源，所以水电站的设计是一项非常严肃和重要的事情。在水电站中，水轮机是必不可少和非常关键的一个部件，水轮机选型的选择以及其主要参数的确定，在一定程度上影响着整个发电站的发电效率以及水电站的投资效益和经济、社会效益。在本文，笔者以水电站水轮机为中心，对于在水电站的安装设计中，如何能够更加高效的发挥水轮机的作用，进而实现更高效率的水利发电，提出了自己的一些分析和看法。文章首先研究了水轮机如何更好设计所应该遵守的原则，接着阐述了如何进行水轮机选择的一些系数指标参考以及方法的比较选择，最后稍微谈到了水轮机运转的影响因素。整篇文章的行文非常有逻辑性，都是仅仅围绕水轮机如何更好的进行设计和确定主要参数来进行描写的。希望本文的描写能够为更多的水电站设计方面提供一定的借鉴。

2 水轮机选型设计原则

水轮机的设计和选型是保证整个水电站进行合理运行的一个关键所在。当一个水电站的选址和装机容量确定之后，这个水电站发电的效率如何，这就在很大程度上是有水轮机来进行确定。所以水轮机的一个设计原则，即要考虑水电站投资的效益问题。在其他条件已经确定的条件之后，要考虑使得其投资效率最大。同时还需要考虑建设成本、施工时间等因素，应该尽可能的使得水轮机的安装以及整个电站的运行达到建设成本最低，这个不仅仅包含金钱成本，还包含时间成本。最后一个原则就是要考虑整个设备安装的稳定性。

3 水轮机选型

在选择确定之后，首先可以明确的是水流的状况。水流状况在一定程度上决定着这个水电站发电量的多少。但是影响整个发电站发电效率的因素不是只有其一个，水轮机选择的合理性在一定程度上也可以影响着发电量的多少。对于水轮机的设计以及安装，首先需要决定是水轮机安装的数量以及水轮机安装的型号。我们不能在水力很低的河流来安装大型号的水轮机，在很多时候不会使得水轮机在完整的运行，这对于投资来说，是一种典型的浪费；同样，我们也不能在大水流的地方安装小型号的水轮机，那样而言不能完全极大化的利用水能来进行发电，同时也会使得水轮机在很多时候会超负荷的在运行，这样会很容易损坏机子，造成投资过大。所以说，我们要依据所选地址的水力状况来进行合适水轮机型号的设计和安装，这样才可以保证水轮机最大效率、同时又最好状态的运行。在水轮机台数的选择上，也要非常的注意。因为水轮机数量的安装，同样需要其他配套设备的安装。在一些中小型的水电站，可以尽可能的减少水轮机安装的数量；而在一些水流较大，而且水电站建设比较大的大型发电站，可以增加水轮机的建设数量。

4 水轮机选型设计方案比较

上面我们谈论了水轮机选型的选择，下面我们来进行实践操作，进行水轮机机型设计方案的选择。那么该如何才能够更加合理的选择呢？笔者觉得需要进行一套模拟试验，在实验中进行一些对照比较，最终确定水轮机选型的最优选择。在实验时，我们控制其他条件不变，这些其他条件包括水能，以及水电站其他设备和建设环境等因素。而唯一的控制变量就是选择不同型号的水轮机。我们备选了多少个选型的水轮机，进同时进行多少组的对照试验，分别测量这些机型的水轮机在同一条件下的运行状况。之后将所记录的数据进行计算和比较，我们可以可以进行衡量的一些参数包括水轮机性能比较、技术经济指标比较、技术条件比较，将这些参数通过数值进行精确比较之后，就可以得到运行状态最为优良的水轮机，而这种型号的水轮机就是我们在这种水能状态下所需要的最有选择。

5 影响因素

水轮机在水电站中安装之后，影响水轮机运行效率高低的因素也非常的多，这些影响因素也应该考虑在水轮机设计之中。下面我们简单的谈论一下影响水轮机运行的因素。

5.1 水轮机组的过速

水轮机的作用就是提供速度和能量来带动整个发电设备的运行，在其运行的时候，其所承载的负荷是非常大的。但是当水电站进行跳闸的时候，发电机会停止运转，其他相应的机组设备也会停止运转，而这个时候如何水轮机还在运转的话，那么其的转速肯定会在瞬间加快，造成过速现象的发生。

5.2 水轮机的振动

水轮机本身自己的振动也是影响水轮机运行状态好坏的因素之一。影响水力发电机组的振动主要是机械振动、电磁振动和水力振动。机械振动的干扰力来自机械部分的不平衡力、摩擦力和其它力；电磁振动的干扰来自发电机电气部分的电磁力；而水力振动的干扰来自引水系统和水轮机水力部分的振动。

6 结语

综上所述，作为水电站重要组成部分的水轮机在进行设计选型的时候，对其所影响的因素非常的多，其选择也具有一定的原则。我们在进行水电站水轮机的安装之前，一定要严格设计好水轮机的尺寸和选型，这样才能够使得水轮机在整个水电站的运行中发挥重要的作用，进而提高整个水电站的运行效率，进而提高整个水电站的投资效率和社会效率。

参考文献:

[1]赵国荣.机组选型对于小型水电站改造的重要性研究[J].水利技术监督.2015(04).

[2]安刚.公格尔水电站水斗式水轮机选型及参数设计[J].小水电,2017(08).