基于CFD分析技术的水力优化设计方法在云南绿水河二级电站机组改造项目中的应用

路 奔 刘毅杰

(1.辽宁省水利事务服务中心，辽宁 沈阳 110003；2.沈阳格泰水电设备有限公司，辽宁 沈阳 110141)

1 项目背景

1.1 电站主要参数及原水轮机转轮基本参数

云南绿水河发电厂二级站本次改造范围是对2号，3号和4号机组进行全面改造，电站主要参数及水轮机转轮基本参数如下：

a.电站主要参数：

最大水头(Hmax)：331m；

最小水头(Hmin)：295m；

额定水头(Hr)：305m；

额定转速(n)：750r/min；

水轮机额定出力(Nr)：15630kW；

吸出高度(Hs)：-1m；

汽蚀安全系数(K)：1.024。

b.原水轮机转轮基本参数：

水轮机型号:HL683-LJ-140；

转轮型号曾用名:HL133；

导叶高度(B0):0.1；

最优单位转速(n11):61r/min；

限制工况点单位流量(Q11):228L/s；

限制工况点汽蚀系数(σ):0.035。

1.2 电站存在的问题及问题解决思路

云南绿水河发电厂二级站2号、3号、4号机原机组存在的问题不是单一的，是多方面的，主要存在的问题包括：ⓐ水轮机效率低下，转轮过流能力差，远没有充分利用现有水力资源，导致水资源浪费，严重影响经济效益；ⓑ固定导叶、活动导叶和转轮等过流部件磨损严重，极大地降低了机组的效率与水电机组稳定性，使得水轮机检修频繁；ⓒ转轮存在汽蚀问题，影响水轮机效率，严重的汽蚀部位需要补焊修复处理。因此，找到一种针对电站改造具体问题的行之有效的解决方案是非常重要的。沈阳格泰水电设备有限公司集多年水轮机改造经验，并通过与加拿大海外研发机构多年深度的合作，已经形成了一套成熟的针对水轮机改造具体问题的全面解决方案。水轮机改造全面解决方案的核心是基于CFD分析技术的水力优化设计方法。……