广东南方水泵丨单级单吸混流式水泵水轮机设计问题的探讨

国内大中型抽水蓄能机组水泵水轮机和电动发电机技术的发展经历了第一阶段的十三陵抽水蓄能电站机组的分包生产模式，第二阶段的从国外引进水泵水轮机水力设计推力轴承等关键技术自行设计制造抽水蓄能机组模式，第三阶段以市场换技术的抽水蓄能机组打捆招标的模式，第四阶段的以国内主机制造厂作为主包商制造，国外制造厂作为技术责任方的模式。通过前四个阶段的实施，特别是第三阶段比较全面的技术引进，为第五阶段的国内主机制造厂自主设计、自主制造的模式实现奠定了良好的基础。南方水泵通过近十几年参加抽水蓄能机组的前期方案论证、投标文件的编制、机组的设计、制造、现场调试，南方水泵厂提出以下几个问题与同行一起探讨，以提高水泵水轮机设计技术。

一、需探讨的问题

1、额定水头的选取

有资料表明，国外抽水蓄能电站最大水头一般小于等于1.1倍额定水头。较低的额定水头，达到额定出力时要求转轮直径就要大些；同时随着额定水头的降低，水轮机运行区将向高单位转速偏移，即偏离水轮机工况最优点更远，水轮机压力脉动值可能要更大些；同时，最小运行水头偏离最优点越远，距离“S”不稳定运行区就越近，水轮机工况空载起动稳定性保证的难度也将增大。水轮机额定水头的选定受电站的运行条件和电网系统对东莞南方水泵水轮机组运行参数要求等因素的限制很大。

机组在起动过程中，尾水管进口和蜗壳出口有较 大的压力脉动，某百米水头的水泵水轮机在广东南方水泵工况运行时，蜗壳进口与尾水管出口的压差的压力脉动双幅值为6%,大量的模型试验和电站实测表明，随着水头的增加，压力脉动降低。对从百米水头到600m水头的水泵水轮机取其幅值的一半3%,再考虑1%的安全余量，比值取4%是比较合理的。对于单机单管引水系统的机组，该值可适当减小，对于一管四机引水系统的机组，该值可适当增大；对于低水头机组，该值可适当增大，对于高水头机组，该值可适当减小。建议在新电站的模型验收试验时，按该比值判断机组在水泵工况高水头运行时扬程的安全余量，兼顾考虑驼峰区安全裕度，在满足该值时，驼峰区安全裕度可适当降低。

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