西藏地區(qū)某水電站水輪機(jī)主要參數(shù)選擇及模型驗(yàn)收試驗(yàn)

錢(qián) 瑭，曹春建，胡雄峰

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 311122)

關(guān)于西藏地區(qū)水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外總結(jié)性的文獻(xiàn)并不多，目前大部分研究機(jī)構(gòu)和主機(jī)制造廠還停留在研究探索階段。國(guó)內(nèi)有少量文獻(xiàn)針對(duì)西藏地區(qū)機(jī)組單機(jī)容量選擇、機(jī)型確定、機(jī)組參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)加工等方面進(jìn)行了介紹，并提出了相應(yīng)的選型思路[1]。然而，從目前的研究成果來(lái)看，鮮有將理論研究同模型驗(yàn)收試驗(yàn)相結(jié)合，來(lái)驗(yàn)證水輪機(jī)模型水力特性的。

由于西藏地區(qū)水電站海拔高，汛期過(guò)機(jī)泥沙含量較高且硬度較大，含沙水流對(duì)水輪機(jī)存在一定的磨蝕，因此水輪機(jī)的參數(shù)選取應(yīng)以機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行為前提，結(jié)合水輪機(jī)的水力開(kāi)發(fā)、空化特性、泥沙磨損等因素，進(jìn)行綜合的分析與論證。

本文結(jié)合西藏某水電站工程特性，探討和選擇適合該電站的水輪機(jī)參數(shù)，并將水輪機(jī)參數(shù)提供給主機(jī)制造廠家用以開(kāi)發(fā)水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪，進(jìn)行水輪機(jī)模型驗(yàn)收試驗(yàn)，驗(yàn)證了水輪機(jī)參數(shù)選取的合理性。

1 水輪機(jī)參數(shù)選擇

1.1 水輪機(jī)形式及機(jī)組臺(tái)數(shù)確定

本電站水頭范圍為57～78 m。國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范和水輪機(jī)教材中推薦混流式水輪機(jī)的適用水頭范圍 為20～700 m，斜流式水輪機(jī)的適用水頭范圍為40～200 m[2,3]。混流式水輪機(jī)應(yīng)用水頭范圍較廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定且效率高，單機(jī)容量由幾十千瓦到幾十萬(wàn)千瓦，是應(yīng)用最廣泛的一種水輪機(jī)；斜流式機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝要求和造價(jià)相對(duì)較高，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用很少[3]。經(jīng)過(guò)分析論證，推薦本電站選用立軸混流式水輪機(jī)。

通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)容量、重大件運(yùn)輸條件、樞紐布置、電站運(yùn)行靈活性、機(jī)組制造難度以及工程投資等重要因素的研究，該水電站選擇4臺(tái)單機(jī)容量165 MW的立軸混流式水輪機(jī)。

本水電站海拔高度約3 400 m，屬于高海拔地區(qū)且遠(yuǎn)離中心城市，交通不便；另外，水電站壩址多年平均含沙量約為0.53 kg/m3，多年汛期(6-9月)平均含沙量為0.71 kg/m3，泥沙含量較大。因此水輪機(jī)參數(shù)選取時(shí)需充分考慮以上因素，進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的分析論證，選擇適用于本電站的參數(shù)水平。

1.2 額定水頭選擇

本電站水頭變幅Hmax/Hmin=1.36，Hmax/Hr=1.2，因此水頭變幅不大，為了提高水輪機(jī)的平均效率和運(yùn)行穩(wěn)定性，額定水頭一般取接近或等于電站加權(quán)平均水頭Hw。根據(jù)《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，“對(duì)于中高水頭水輪機(jī)的額定水頭宜在加權(quán)平均水頭的0.95～1.0倍范圍內(nèi)選取”[2]。本水電站加權(quán)平均水頭約為68 m，因此額定水頭宜在64.6～68 m之間選擇。考慮到本電站和下游電站汛期排沙運(yùn)行控制水位運(yùn)行的影響，因此擬定了64、65及66 m三個(gè)額定水頭比較方案。

根據(jù)計(jì)算成果分析表明：① 各額定水頭方案之間多年平均發(fā)電量差別不大；② 提高額定水頭可減少機(jī)組尺寸，但三個(gè)方案的機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑相差不大，大件運(yùn)輸重量和尺寸基本相同，機(jī)組的制造難度也相同；③ 額定水頭越高，機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)受阻的幾率則越大，機(jī)組受阻容量隨著額定水頭的提高而增加。為減少電站出現(xiàn)容量受阻情況，本水電站額定水頭以65 m較為合理；④ 經(jīng)濟(jì)比較成果表明，額定水頭65 m方案總費(fèi)用現(xiàn)值最小。

綜合比較，額定水頭取65 m。

1.3 比轉(zhuǎn)速和比速系數(shù)選取

比轉(zhuǎn)速ns和比速系數(shù)K是衡量水輪機(jī)能量特性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性的一個(gè)綜合性指標(biāo)。提高比轉(zhuǎn)速，不僅可以減小機(jī)組尺寸，降低機(jī)組造價(jià)，同時(shí)還可以減小主廠房尺寸，降低土建投資。但比轉(zhuǎn)速的提高往往受到水輪機(jī)的平均效率、穩(wěn)定性、抗空蝕性能，以及機(jī)組剛度和強(qiáng)度等性能的制約。本水電站處于西藏偏遠(yuǎn)地區(qū)，技術(shù)水平、管理水平無(wú)法與內(nèi)地水電發(fā)達(dá)省份相比，過(guò)高的綜合參數(shù)水平會(huì)導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定性、可靠性潛力降低，設(shè)備出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)故障的概率增加，從而加大檢修和維護(hù)工作量，因而采用過(guò)高的比速系數(shù)不可取。另外，由于本電站過(guò)機(jī)泥沙含量較高，適當(dāng)降低比速系數(shù)，有利于延長(zhǎng)水輪機(jī)的抗磨蝕時(shí)間和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)比轉(zhuǎn)速的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，并綜合上述分析，推薦本水電站水輪機(jī)的比速系數(shù)K值在2 000～2 100之間選取，相應(yīng)的額定工況比轉(zhuǎn)速nsr為248～267 m·kW。最終選定水輪發(fā)電機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速為115.4 r/min，相應(yīng)額定點(diǎn)比轉(zhuǎn)速為257 m·kW，比數(shù)系數(shù)K為2 068。

1.4 單位轉(zhuǎn)速及單位流量選擇

在確定了水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速后，需要對(duì)單位轉(zhuǎn)速和單位流量進(jìn)行合理的匹配，以優(yōu)化機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性及可靠性。提高單位轉(zhuǎn)速，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口圓周速度增加，使得出口相對(duì)流速增加，過(guò)高的相對(duì)流速造成流道內(nèi)壓力降低，會(huì)對(duì)水輪機(jī)的空化性能、泥沙磨損、機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性造成不利影響；且由于轉(zhuǎn)速的升高，飛逸轉(zhuǎn)速增加，對(duì)機(jī)組結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度提出了更高的要求，所以單位轉(zhuǎn)速的提高受到一定程度的限制[3]。同樣提高水輪機(jī)單位流量可以減小水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑，減輕水輪機(jī)重量、廠房尺寸，從而降低電站投資，但是，將受到水輪機(jī)空化和運(yùn)行穩(wěn)定性等性能特性的制約，過(guò)大的單位流量會(huì)帶來(lái)流道內(nèi)流速增加、空化系數(shù)增大、水輪機(jī)空化性能降低等不利影響，導(dǎo)致出現(xiàn)壓力脈動(dòng)幅值增大的可能。因此，水輪機(jī)的單位轉(zhuǎn)速和單位流量必須合理匹配，以使水輪機(jī)具有較高的綜合性能。

由統(tǒng)計(jì)資料可知，國(guó)內(nèi)外80 m水頭段水輪機(jī)模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速大都在71.7～78.4 r/min之間，最優(yōu)單位流量范圍為0.89～1.03 m3/s，限制工況單位流量在1.15 ～1.3 m3/s之間。幾大主機(jī)廠對(duì)本電站水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n110的取值推薦范圍為74.0～76.7 r/min。結(jié)合國(guó)內(nèi)相同水頭段的統(tǒng)計(jì)資料及本電站的工程特性，推薦水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n110為74～77 r/min，相應(yīng)額定工況點(diǎn)的單位轉(zhuǎn)速為77.8～80.1 r/min。

最終轉(zhuǎn)輪直徑確定為D1=5.52 m，對(duì)應(yīng)額定點(diǎn)單位轉(zhuǎn)速n11r=79 r/min，最優(yōu)點(diǎn)單位轉(zhuǎn)速n110=74.5 r/min；額定點(diǎn)單位流量Q11r=1.157 m3/s，最優(yōu)點(diǎn)單位流量Q110=0.918 m3/s。

1.5 空化系數(shù)選取

水輪機(jī)空化性能直接影響電站土建工程量及投資、機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行、檢修周期和使用壽命，因此水輪機(jī)應(yīng)具有良好的空化性能。根據(jù)各機(jī)組制造廠家的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料，電站空化系數(shù)σp在0.178～0.229之間，吸出高度計(jì)算值在-5.31～-8.63 m之間。根據(jù)相近水頭段的模型轉(zhuǎn)輪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，臨界空化系數(shù)大都為0.11～0.121。根據(jù)技術(shù)征詢結(jié)果，各機(jī)組制造廠家推薦的吸出高度范圍為-4.5～-7.6 m。

本水電站地處西藏高海拔地區(qū)，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性尤為重要，電站空化系數(shù)不宜太小，適當(dāng)增大電站空化系數(shù)，可減少尾水管壓力脈動(dòng)，提高機(jī)組穩(wěn)定性，故推薦本電站空化系數(shù)σp取值為臨界空化系數(shù)的1.8倍。最終選定的臨界空化系數(shù)為0.122，電站空化系數(shù)為0.221，對(duì)應(yīng)水輪機(jī)吸出高度為-7.6 m。

1.6 水輪機(jī)主要參數(shù)

根據(jù)上述計(jì)算，確定的水輪機(jī)主要參數(shù)如表1所示。

表1 水輪機(jī)主要參數(shù)表Tab.1 Parameters of turbine

2 模型轉(zhuǎn)輪及試驗(yàn)臺(tái)介紹

2.1 模型轉(zhuǎn)輪介紹

水輪機(jī)設(shè)備制造廠家以湖北潘口水電站開(kāi)發(fā)的Fi023轉(zhuǎn)輪為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)輪，結(jié)合本水電站的流道、水力參數(shù)，進(jìn)行了CFD優(yōu)化設(shè)計(jì)和模型預(yù)試驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)為本電站量身定做了模型轉(zhuǎn)輪Fi099。模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)表Tab.2 Parameters of model runner

2.2 試驗(yàn)臺(tái)介紹

模型驗(yàn)收試驗(yàn)于2017年6月6-8日在水輪機(jī)設(shè)備制造廠家FTB1試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行。FTB1是一個(gè)封閉式的通用試驗(yàn)臺(tái)，主要用于進(jìn)行混流式水輪機(jī)和可逆式水輪機(jī)模型試驗(yàn)，在試驗(yàn)流量不大于1.2 m3/s時(shí)也可進(jìn)行軸流式和貫流式水輪機(jī)模型試驗(yàn)。試驗(yàn)臺(tái)裝備高精度的測(cè)試儀器、自動(dòng)化的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能按照IEC 60193標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水輪機(jī)的研發(fā)及模型驗(yàn)收試驗(yàn)[4]。

FTB1試驗(yàn)臺(tái)特征參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 FTB1試驗(yàn)臺(tái)特征參數(shù)表Tab.3 Parameters of FTB1

3 轉(zhuǎn)輪模型驗(yàn)收試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

3.1 儀器儀表率定

驗(yàn)收試驗(yàn)前，分別對(duì)水頭、尾水、力矩傳感器與流量計(jì)進(jìn)行了率定，率定結(jié)果滿足合同要求。

3.2 效率和出力驗(yàn)收試驗(yàn)

3.2.1 最優(yōu)效率點(diǎn)的驗(yàn)收試驗(yàn)

根據(jù)初步試驗(yàn)結(jié)果，最優(yōu)效率點(diǎn)位于Hp=72.2 m(n11=75.00 r/min，Q11=0.950 0 m3/s)處。驗(yàn)收試驗(yàn)對(duì)該工況點(diǎn)的效率進(jìn)行了10次重復(fù)測(cè)量，取算數(shù)平均值得到模型最優(yōu)效率，并按合同規(guī)定的換算方法得到原型最優(yōu)效率，具體數(shù)據(jù)如表4。驗(yàn)收試驗(yàn)中模型和原型最優(yōu)效率值滿足合同保證值要求。

表4 Fi099最優(yōu)效率點(diǎn)試驗(yàn) %

3.2.2 額定點(diǎn)效率

驗(yàn)收試驗(yàn)中模型和原型額定點(diǎn)效率值滿足合同保證值要求。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5、6。

表5 Fi099額定點(diǎn)效率試驗(yàn)Tab.5 The rated efficiency test of Fi099

表6 原型額定點(diǎn)效率Tab.6 The rated efficiency test of the prototype

3.2.3 加權(quán)平均效率試驗(yàn)

試驗(yàn)工況選擇Hp=78.0 m、Hp=74.0 m、Hp=71.0 m、Hp=68.0 m、Hp=65.0 m、Hp=61.0 m、Hp=57.0 m的50%Pp、80%Pp、100%Pp出力點(diǎn)，模型效率及其相應(yīng)的原型效率如表7。驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)論：加權(quán)平均效率滿足合同保證值要求。

表7 Fi099加權(quán)平均效率試驗(yàn) %

3.2.4 特征水頭出力試驗(yàn)

對(duì)合同文件中原型水輪機(jī)保證功率進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)水頭為30 m。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 Fi099特征水頭出力驗(yàn)收試驗(yàn)Tab.8 The output test of Fi099

驗(yàn)收試驗(yàn)期間，選擇典型工況進(jìn)行了模型手工算例復(fù)核，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)計(jì)算機(jī)采集結(jié)果一致；進(jìn)行了模型效率測(cè)試綜合誤差分析，本次驗(yàn)收試驗(yàn)效率綜合誤差為±0.19%，滿足合同規(guī)定的±0.25% 的要求。

3.3 空化驗(yàn)收試驗(yàn)

測(cè)試方法：在保證單位轉(zhuǎn)速及試驗(yàn)水頭不變的前提下，水輪機(jī)空化試驗(yàn)從能量工況(高空化系數(shù))尾水管通大氣的條件下開(kāi)始，逐步抽真空以降低尾水管內(nèi)的壓力，進(jìn)而改變空化值，通過(guò)采集不同空化系數(shù)下的水輪機(jī)模型效率、單位流量和單位出力等參數(shù)，進(jìn)而得出空化系數(shù)對(duì)模型轉(zhuǎn)輪能量特性的影響的關(guān)系曲線。根據(jù)IEC60193或GB/T 15613規(guī)定，初生空化系數(shù)σi為隨著吸出水頭的減少，即尾水管內(nèi)真空度的增加，在3個(gè)轉(zhuǎn)輪葉片表面開(kāi)始出現(xiàn)可見(jiàn)氣泡時(shí)所對(duì)應(yīng)的空化系數(shù)[4]?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)緩慢減小空化系數(shù)，并利用閃頻儀對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的出口處進(jìn)行仔細(xì)的空化觀察，最終確定各工況點(diǎn)的初生空化系數(shù)σi。在電站空化系數(shù)下，從蝸殼下方觀察孔插入內(nèi)窺鏡，觀察葉片進(jìn)口邊流動(dòng)狀態(tài)，并確定葉片進(jìn)口邊正壓面與負(fù)壓面初生空化線(即觀測(cè)到3個(gè)葉片上同時(shí)出現(xiàn)可見(jiàn)氣泡的工況點(diǎn))。

在對(duì)應(yīng)原型機(jī)三個(gè)特征水頭(Hp=78.0 m，Hp=65.0 m，Hp=57.0 m)，出力為100%Pp的工況點(diǎn)進(jìn)行空化試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)臨界空化、初生空化、裝置空化系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)。計(jì)算空化系統(tǒng)的參考面為導(dǎo)葉中心線。

空化驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果如表9。

表9 Fi099 空化驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果Tab.9 The cavitation test of Fi099

驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果滿足σp/σc>1.8、σp/σi>1.15的合同要求，表明空化性能優(yōu)于合同保證值要求。

3.4 壓力脈動(dòng)驗(yàn)收試驗(yàn)

壓力脈動(dòng)采用PCB公司生產(chǎn)的M112A22CB壓力脈動(dòng)傳感器進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)481A02信號(hào)調(diào)理器，最后由虛擬功率分析儀進(jìn)行頻譜分析處理。

根據(jù)合同規(guī)定，壓力脈動(dòng)測(cè)點(diǎn)位置如下。

(1)2個(gè)測(cè)點(diǎn)布置在尾水管錐管，距轉(zhuǎn)輪出口0.3D2(D2為轉(zhuǎn)輪葉片出水邊正面和下環(huán)相交處的直徑)處Y-Y軸線上、下游側(cè)各布置1個(gè)測(cè)壓孔。

(2)2個(gè)測(cè)點(diǎn)布置在尾水肘管，在肘管45°上下游凹凸點(diǎn)側(cè)各布置1個(gè)測(cè)壓孔。

(3)2個(gè)測(cè)量轉(zhuǎn)輪前、導(dǎo)葉后區(qū)域壓力脈動(dòng)的測(cè)點(diǎn)，+Y、-Y方向各1個(gè)測(cè)點(diǎn)。

(4)1個(gè)測(cè)量蝸殼進(jìn)口壓力脈動(dòng)的測(cè)點(diǎn)，布置在蝸殼進(jìn)口。

在電站裝置空化系數(shù)下，對(duì)應(yīng)三個(gè)原型機(jī)特征水頭(Hp=78.0 m、Hp=65.0 m、Hp=57.0 m)，出力分別為45%Pp、60%Pp、70%Pp、80%Pp、100%Pp的工況點(diǎn)，進(jìn)行壓力脈動(dòng)驗(yàn)收試驗(yàn)。

錐管0.3D2處的壓力脈動(dòng)雙振幅值ΔH/H(%)分別是：水頭Hp=57～65 m范圍內(nèi)，出力45%～70%Pp時(shí)為6.67，出力70%～80%Pp時(shí)為5.40，出力80%～100%Pp時(shí)為2.77；水頭Hp=65～78 m范圍內(nèi)，出力45%～70%Pp時(shí)為6.65，出力70%～80%Pp時(shí)為5.44，出力80%～100%Pp時(shí)為4.52。驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果滿足合同保證值要求。

3.5 軸向水推力驗(yàn)收試驗(yàn)

在試驗(yàn)水頭H=30 m，空化系數(shù)σ=σp及止漏環(huán)設(shè)計(jì)間隙條件下，分別對(duì)三個(gè)原型水頭78.0、65.0、57.0 m的模型軸向水推力進(jìn)行了測(cè)試。在額定水頭Hp=65.0 m額定出力工況下?lián)Q算到原型的軸向水推力為596 t；在最大水頭Hp=78.0 m最大出力193.6 MW工況下?lián)Q算到原型的軸向水推力為632 t，滿足合同小于780 t的要求。

3.6 飛逸轉(zhuǎn)速驗(yàn)收試驗(yàn)

在高空化系數(shù)及Hp=78.0 m電站裝置空化系數(shù)下，導(dǎo)葉開(kāi)度α=2°、α=4°、α=32°、α=35°、α=36°進(jìn)行了飛逸轉(zhuǎn)速驗(yàn)收試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下：對(duì)應(yīng)電站最大限制導(dǎo)葉開(kāi)度α=36°，原型機(jī)最大水頭Hp=78.0 m時(shí)，在高空化系數(shù)下，水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速為213.7 r/min；在電站裝置空化系數(shù)下，水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速為218.3 r/min，滿足合同要求(230 r/min)。

3.7 成像觀測(cè)試驗(yàn)

在電站裝置空化系數(shù)下，控制閃頻儀的閃爍頻率，進(jìn)而使得葉片在給定工況下以緩慢速度旋轉(zhuǎn)，并透過(guò)錐管有機(jī)玻璃對(duì)葉片出口邊的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行觀察。對(duì)于不同的單位轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的單位流量，從而確定葉道渦初生線及發(fā)展線。葉道渦試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果如圖1所示。觀測(cè)結(jié)果表明葉片頭部正背面空化起始線遠(yuǎn)離運(yùn)行范圍，在高水頭區(qū)域葉道渦發(fā)展線進(jìn)入45%～50%Pp區(qū)間。

3.8 尺寸檢查

對(duì)模型水輪機(jī)通流部件主要尺寸進(jìn)行了檢查，主要包括轉(zhuǎn)輪裝配尺寸、錐管裝配尺寸、肘管裝配尺寸、尾水管擴(kuò)散段尺寸等。從檢查結(jié)果來(lái)看，實(shí)測(cè)尺寸與設(shè)計(jì)值偏差滿足IEC要求[4]。

3.9 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)模型驗(yàn)收試驗(yàn)，可以總結(jié)出Fi099模型轉(zhuǎn)輪具有以下特點(diǎn)。

(1)有較大的超發(fā)能力，真機(jī)轉(zhuǎn)輪在最大水頭78 m時(shí)，水輪機(jī)的最大出力可達(dá)到192.7 MW。

(2)在額定工況點(diǎn)，轉(zhuǎn)輪內(nèi)流線分布較合理，流態(tài)較好。尾水管內(nèi)流態(tài)順暢，無(wú)明顯脫流和空腔渦帶。

(3)轉(zhuǎn)輪具有較好的做功效率，同時(shí)尾水管具有良好的壓力脈動(dòng)特性，整個(gè)水輪機(jī)機(jī)組將會(huì)具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語(yǔ)

( 1)本文結(jié)合西藏某水電站水輪機(jī)參數(shù)選取，特別是比速系數(shù)和空化系數(shù)的選擇，探討了西藏高海拔地區(qū)機(jī)組選型的要點(diǎn)；結(jié)合轉(zhuǎn)輪模型驗(yàn)收試驗(yàn)，驗(yàn)證了選型的合理性，可為相同類(lèi)型機(jī)組的選型設(shè)計(jì)提供一定的思路。

圖1 葉道渦試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果圖Fig.1 The observation results of blade channel vortex

(2)對(duì)于西藏地區(qū)的水電站，適當(dāng)降低比速系數(shù)，有利于延長(zhǎng)水輪機(jī)的抗磨蝕時(shí)間和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文推薦的水輪機(jī)比速系數(shù)K值在2 000～2 100之間，如果過(guò)機(jī)泥沙含量較大，可將比速系數(shù)K再適當(dāng)降低至2 000以下。

(3)水輪機(jī)空化性能直接影響電站土建工程量及投資、機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行、檢修周期和使用壽命，適當(dāng)增大電站空化系數(shù)，可減少尾水管壓力脈動(dòng)，提高機(jī)組穩(wěn)定性，本文推薦西藏地區(qū)電站空化系數(shù)σp取值為臨界空化系數(shù)的1.8倍。

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