SK 水电站超高水头高效率冲击式水轮机关键参数选择

刘 利，杨 旭，张士杰

（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222）

0 工程背景

中巴经济走廊能源类优先发展项目——巴基斯坦苏基克纳里（SukiKinari）水电站工程（简称“SK 水电站”），由中国能建葛洲坝集团投资、建设、运营并移交巴基斯坦。发电引水系统总长接近24 km，电站最高水头922.7 m，单机容量221 MW，电站装机容量884 MW，电站厂房为地下布置形式，埋深400 m。

SK 水电站是迄今为止中国企业在境外绿地投资的最大水电项目；也是我国截至目前无论在国内，还是走向国际市场以来，所承担勘测、设计、施工、研究单机容量最大、发电水头最高、大埋深地下厂房、大容量冲击式水力发电站。在葛洲坝集团与巴基斯坦方SKHydro 签订的合同中规定，要求水轮机额定效率达到93.12%、最高效率达到93.13%、加权平均效率达到92.78%。水轮机作为电站的核心设备，既要解决多泥沙带来的通流部件泥沙磨蚀问题，又要保证其高效率运行。因此，无论从工程设计、设备结构、材料选择、加工制造、后期运行维护检修等方面，都具有相当大的挑战和技术难度。

基于以上工程背景，项目组在工程设计阶段就水轮机加工制造难度、效率水平等方面进行了调查研究，并在水轮机设备招标后，对招标文件所规定各项性能参数进行了模型试验验证。

1 冲击式水轮机国内外相关概况及发展趋势

1.1 国外

高水头、大功率冲击式水轮机在国外, 尤其在欧洲具有较高的制造水平，并在世界上处于绝对的领先地位。其主要研制成果表现在如下几方面：水力模型研发、水斗型线与配水喷嘴系统设计、关键部件结构强度计算与疲劳分析、材料应用、结构设计、部件锻造、多坐标数控加工制造工艺等方面。……