桥巩水电站57MW灯泡贯流式水轮机设计

时间：2025-04-19

桥巩水电站57MW灯泡贯流式水轮机设计

桥巩水电站57MW灯泡贯流式水轮机设计

孙媛媛罗远红

（东方电机有限公司，四川德阳 618000）

【摘要】本文主要阐述东方电机有限公司在桥巩灯泡贯流式水轮机上的设计、制造工艺、计算等方面的主要特点以及电站运行情况。

【关键词】 57MW 灯泡贯流式水轮机设计桥巩水电站

1 概述

贯流式水轮发电机组是一种开发利用低水头、大流量水力资源和潮汐能源的良好机型，因其转轮效率高、过流量大、发电机尺寸小，且电站土建开挖量少、建设周期短、总体投资省等优点，在20m或以下水头段的大中型水电站中已完全取代了传统的轴流式机组，因此这种机型在我国浙江、福建、江西、广东、广西等省河流落差较小的地区，有着广阔的市场和发展前景。

广西桥巩水电站工程位于广西来宾市境内红水河流域上，电站装设8台单机容量为57MW的灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量456MW。由于该电站机组台数多，单机容量大，因此吸引了世界上众多有能力制造如此大型灯泡贯流机组的生产厂家前来竞标。我公司在第一轮竞标中，首先获得了其中四台机组的订单。在随后几轮的竞标中，ALSTOM夺得了余下四台机组的生产权。

桥巩水电站57MW（61.69MVA）灯泡贯流式水轮发电机组的单机容量在设计阶段为国内第一、世界第二，仅次于日本的只见电站（单机65MVA）。电站最高水头达24.3 m，推力负荷达1040t，排名世界第一。大容量、大尺寸、高负荷使得桥巩机组的设计难度大大增加。在设计过程中，我们结合公司过去已投运机组的成功经验，精心设计，大胆创新，应用新技术、新结构，保证桥巩机组结构更合理、更安全、更经济。

2 水轮机基本参数及主要性能

2.1 基本参数

水轮机型号： GZ（758）-WP-740

水轮机转轮直径： 7.4m

转轮叶片数： 5

水轮机额定出力： 58.5MW

水轮机最大出力： 63.55MW

最大水头： 24.3m

全年加权平均水头：17.8m

额定水头： 13.8m

最小水头： 5.5m

额定转速： 83.3r/min

额定流量 466.96m3/s

飞逸转速：

协联工况 200r/min

非协联工况 265r/min

吸出高度 -13.24m

最大轴向水推力不大于（正/反向） 10400kN

机组转轮中心线高程 52.60m

机组旋转方向：顺时针旋转（从上游向下游方向看）

桥巩水电站57MW灯泡贯流式水轮机设计

2.2 主要性能

2.2.1 出力保证净水头（m）

最大水头24.3

设计水头20

水头18

额定水头13.8

水头10

水头8

最小水头5.5 最大出力（kW）允许最低尾水位（m）63550 59.10 63550 59.74 63550 60.74 58500 65.84 41650 66.64 29250 64.64 13060 60.84 最小出力（kW） 32800 26550 23400 17200 11300 8450 7000 允许的吸出高度（m）-6.5 -7.14 -8.14 -13.24 -14.04 -12.04 -8.24

2.2.2 效率保证

(1) 原型水轮机加权平均效率不低于 94.99%。

(2) 原型水轮机的最高效率不低于 95.7%。

(3) 模型水轮机的最高效率不低于 93.53%。

(4) 原型水轮机在额定工况点效率不低于 92.94%。

(5) 模型水轮机在额定工况点效率不低于 90.77%。

2.2.3 空蚀保证

水轮机投入商业运行后两年，或实际运行时间达8000h，磨蚀保证应同时满足：

（1）水轮机转轮(含转轮体和叶片)因空蚀所剥落的金属质量不大于27kg，单个叶片剥落的质量不得大于全部叶片平均剥落质量的两倍。导水机构、转轮室和尾水管全部剥落质量之和不得大于转轮保证值的二分之一。

（2）所有过流表面的最大空蚀剥落深度不超过8mm。

5/32（3）转轮(含转轮体和叶片)表面因空蚀剥落面积不大于200Dcm。（4）单个叶片的剥落面积

不得大于全部叶片平均剥落面积的两倍。导水机构、转轮室和尾水管剥落面积之和不得大于转轮剥落面积保证值的二分之一。