表6　更换转轮后水轮机效率计算表

图1　转轮更换前后水轮机功率-效率关系
(工作水头为288.5 m)

　　从试验及计算结果可以看出：
　　a)改造前、后机组段及水轮机的最高效率均出现在最大负荷，即额定功率，而且由于试验时水头较高，流量小，尚未到达该转轮的最佳效率区。
　　b)在额定负荷时改造后比改造前机组段效率约提高2%以上，从导叶开度也反映出此点。更换转轮前导叶开度为74%，更换转轮后虽然水位下降了3 m，但额定功率时导叶开度只有72%。
　　c)图1为水轮机转轮更换前、后的水轮机效率特性，在机组额定负荷(相当于水轮机功率15.8 MW)，效率相差为2%。
　　d)改造后在本次试验工作水头H为286.73 m时在本机组测得的最高水轮机效率为89.3%，将H=286.73 m和Q=6.444 7 m³/s换算到模型综合特性曲线上，相应的模型转 轮效率η_M=89.6%，再加上效率修正值1.2%，即该点原型机的 效率应为90.8%， 现实测为89.3%，差值1.5%，符合在试验的误差带范围，可以说该转轮达到设计要求。
　　e)3号机转轮更换1年多后小修检查时，未发现叶片上有空蚀破坏。
　　f)从表中看出：为什么3号机更换转轮前后所测水轮机效率比1987年广东省电力试验研究所测试结果高了约2%?分析是：由于90年代开始在旧的转轮叶片表面涂了约1 mm的抗空蚀破坏的非金属涂层，从而使叶片平均开口减小，减少过机流量，效率有所提高，而新的3号机转轮则刚好相反，转轮叶片平均值比设计值大了3.4%，因此表现为功率大，效率相对低些。鉴于此，我们再次要求厂家将未加工好的后两台转轮的叶片开口偏差控制在负的偏差范围内。结果是2号机转轮叶片开口平均偏差为+1.87%，1号机转轮为-0.5%。为了解3台转轮更换后的情况是否与我们所分析的一致，1999年5月8日对3台机做了定性分析，即用标准表将3台机的有功功率和无功功率都调整到15 MW和10 Mvar，然后记录3台机的蜗壳进口压力，接力器行程和导叶开度指示(试验时上游水位为316.89 m，下游水位为52.09～52.11 m)，测得结果见表7。

表7　机组比较结果

5　结论
　　南告水电厂水轮机转轮改造充分利用了科技进步成果，在改造过程中保证不改动原有水轮机各种结构和尺寸的条件下，充分挖掘现有设备潜力，达到了投资少工期短。经水轮机效率试验和从实际运行情况来看，更换转轮是成功的，更换后三台水轮机效率平均提高3%以上，由于节水所增加的发电量效益每年可多收入一百多万元。在转轮更换改造中有几点体会：
　　a)我们在更换转轮前，首先进行了可行性研究，对于改造方案、投资、效益以及技术要求都由专业人员进行了论证和比较，在改造中不断总结经验，进行质量跟踪，以求取得最好效率。
　　b)改造后实际运行和可行性研究报告(见表4)都证实本厂水轮机的潜力很大，更换转轮后不但效率提高了，如果仍按原设计的额定流量7.2 m³/s考虑，其单机容量可增至16.49 MW，全厂三台机组可增容约4.5 MW，为今后的机组增容打下了良好的基础。从实际统计也确实如此，自投产至1999年有60%以上的年份在洪水期水库要弃水，如果能够增容则可增发季节性电量，其可行性也是由于维持原额定流量不变，因此引水系统、流道尺寸、水轮机和发电机机械部分都能满足要求。如果实施，具体还需要再进一步做可行性研究，这也是今后我们改造挖掘潜力的任务之一。

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