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角木塘水电站水轮机参数选择及结构特点

文档作者：赖珊珊，葛曦，黄吉林文档来源：贵州省水利水电勘测设计研究院		点击数：	更新时间： 2025年12月28日
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上一篇：溧阳抽水蓄能电站地下厂房结构动力响应分析

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２０１５ 年第５ 期
２０１５ Ｎｕｍｂｅｒ ５
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第１３１ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３１
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１５．０５．００９
收稿日期：２０１５ －０２ －０１ 作者简介：赖珊珊，女，工程师，主要从事水利水电工程水力机械设计咨询工作。
角木塘水电站水轮机参数选择及结构特点
赖珊珊，葛　曦，黄吉林
（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳　５５０００２）
摘要：为避开水轮机不稳定运行区域，合理利用水资源增强机组水力发电性能，结合角木塘水电站工程特性和类似工程
实践经验，从技术、经济等方面对水力发电机组机型、装机台数、水轮机特性参数和结构等进行了优化计算。结果表明：
优选的ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ 型机组与电站实际工况匹配性较好，性能比较优越、结构简单，综合出力及运行稳定性均达到
设计规范要求。
关键词：水电站；水轮机选型；额定水头；比转速
中图分类号：ＴＫ７３０．２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７１ －３３５４（２０１５）０５ －００３１ －０５
Parameter Selection and Structural Design
of Turbines in Jiaomutang Hydropower Station
ＬＡＩ Ｓｈａｎｓｈａｎ， ＧＥ Ｘｉ， ＨＵＡＮＧ Ｊｉｌｉｎ
（Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ， Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｊｉａｏｍｕｔａｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ
ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｕｎｓｔｅａｄｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｓ ａｖｏｉｄｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔｓ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ＺＺ５５０-
ＬＨ-４２５ ｔｙｐｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｗｏｒｋｓ ｗｅｌｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ
ｏｕｔｐｕｔ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｒｅ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ．
Key words： ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ； ｔｕｒｂｉｎｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ； ｒａｔｅｄ ｈｅａｄ； ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｐｅｅｄ
　　角木塘水电站工程是芙蓉江干流鱼塘至浩口河段
梯级（三级）开发的第二级，上衔官庄水电站，下接浩
口水电站。角木塘水电站位于道真县忠信镇联江村放
牛坪，坝址在角木塘大桥下游约２．３ ｋｍ 处。电站极端
最高气温３９．１℃，极端最低气温－７．２℃，多年平均气
温１６．１℃， 年相对湿度９０．３％； 设计引用流量
２７９ ｍ３ ／ｓ；正常蓄水位３８３．００ ｍ，死水位３８１．００ ｍ；多
年平均悬移质含沙量０．５０６ ｋｇ／ｍ３ ，悬移质输沙量
９９．７ 万ｔ，推移质输沙量９．６ 万ｔ。水库为日调节水
库，装机容量７０ ＭＷ， 多年平均发电量为２．４３６
亿ｋＷ· ｈ，保证出力为９．７７ ＭＷ，装机年利用小时数
为３ ４８０ ｈ。
１　水轮机额定水头及装机台数选择
1．1　水轮机额定水头选择
额定水头Hｒ 的选择涉及到水能利用、机组设备投
资、水轮机稳定运行、土建投资等多种因素，因此水头
Hｍａｘ 、Hｒ 、Hｍｉｎ必须控制在合理范围之内［１］ 。角木塘电
站最大水头３２．３ ｍ，加权平均水头２９．６ ｍ，最小水头
２４．２ ｍ，对于径流式电站，水轮机水头主要取决于水电
站下泄流量及相应下游尾水位，水轮机额定水头按水
电站发足装机容量时运行净水头选定，还可依据
Hｍａｘ ／Hｒ ＜１．１５ 来确定。结合角木塘电站水文特性，推
荐额定水头按２８．５ ｍ 进行水轮机选型设计。
３１
水电与新能源２０１５ 年第５ 期
1．2　机型选择
水头运行范围在２４．２ ～３２．３ ｍ，水头变幅为
８．１ ｍ，此水头段适合的水轮机型式有轴流式和混流
式两种。同等水头及装机容量条件下，轴流式机组转
速比混流式机组转速高，重量轻［２］ 。轴流式机组吸出
高度低，开挖较深，而混流式机组平面尺寸较大，两者
土建投资差别不大，但混流式机组在狭窄河道难于布
置，且增加工程枢纽难度和工程量。轴流式机组单机
比混流式机组轻，设备综合投资低。另外，混凝土蜗壳
比金属蜗壳的价少约５２５ 万元。因此，角木塘电站水
轮机型式推荐选用轴流转浆式机型，混凝土蜗壳。
1．3　装机台数选择
电站装机容量为７０ ＭＷ，可选用２ ×３５ ＭＷ 或
３ ×２３．３３ ＭＷ 两个装机方案。考虑机组的运行管理、
检修维护、机电设备和厂房土建工程量等因素［３］ ，结
合２８．５ ｍ 额定水头指标，以ＺＺ５５０ 转轮为例，进行技
术、经济等综合比较，如表１ 所示。
表1　装机台数技术经济对比表
名称
台数
／台
单机容量
／ＭＷ 水轮机型号发电机型号
机组间距
／ｍ
主厂房尺寸
／ｍ
总投资
／万元
方案一 ２ ３５ ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ ＳＦ３５ －３６／６７００ １７ ６０．５ ×１９．７ ×５４．６ １４ ８００ 方案二 ３ ２３．３３ ＺＺ５５０ －ＬＨ －３５０ ＳＦ２３．３３ －３０／５０００ １５ ７１．２ ×１７．５ ×５２ １５ ４３５ 　　电站的保证出力为９．７７ ＭＷ，保证出力与２ 台机
方案单机容量之比为０．２８，基本能满足轴流转桨式水
轮机安全稳定运行需求。同时，由于电站有３８５ 万ｍ３
的调节库容，可考虑较大的单机容量较少的装机台数，
从而降低工程造价和运行管理费用。另外，电站厂房
位置河道狭窄，３ 台机方案厂房布置难度很大，增加土
建投资和工程难度。２ 台机与３ 台机方案的水机设备
价差为１６７ 万元，电气设备价差为３４４ 万元，金结设备
价差为１１ 万元，土建价差为１１３ 万元，工程总造价３
台机比２ 台机方案高６３５ 万元。因此，推荐角木塘水
电站装机台数为２ 台。
２　水轮发电机组参数选择
单纯按比转速法强调高能量指标所选择的水轮
机，在实践工程应用中，因机组相对刚度不足导致机组
振动超标、转轮裂纹等问题时有发生［４］ 。为获得满足
工程特性的高效优质水力发电机组，将从能量指标、空
化性能、导叶相对高度等方面进行综合指标比选，优选
出高效优质的水力发电机组。
2．1　水轮机比转速和比速系数的优选
在水头相同的情况下，选用较高比转速的水轮机，
可以提高机组转速，减少机组尺寸，从而降低水力发电
机组的工程造价。但水轮机比转速的提高，往往受到
机组效率、运行工况、空化性能、磨蚀性能及强度等因
素的制约。工程中通常采用经验或统计公式来表征比
转速与水头间的关系，并认为比速系数k（k ＝nｓ ×
H０．５ ）值是代表比转速的特性参数［５］ 。根据国内外制
造行业给出的经验公式，获得角木塘水电站水轮机在
额定水头条件下的比转速和比速系数值如表２ 所示。
表2　额定水头工况下电站水轮机比转速和比速系数估算值
序号统计公式
额定水头
／ｍ
比转速
／（ｍ· ｋＷ） 比速系数说明
１ nｓ ＝２０９６H －０．４８９ ２８．５ ４０７．４ ２ １７４．７ １９６０ －１９６４ 年 ２ nｓ ＝２１９５H －０．４８９ ２８．５ ４２６．６ ２ ２７７．４ １９６５ －１９６９ 年 ３ nｓ ＝２４１９H －０．４８９ ２８．５ ４７０．１３ ２ ５０９．８ １９７０ －１９７６ 年 ４ nｓ ＝（nN１／２）／Hｐ１．２５ ２８．５ ４８２．６３ ２ ５７６．６ 设计手册 　　经计算，角木塘水电站水轮机的比转速范围为
４００ ～７００ ｍ· ｋＷ，比速系数值在２ １３５ ～３ ７３７。经与
制造厂家进行技术交流并结合类似工程应用特性，推
荐角木塘水电站水轮机比转速及比速系数值为比转速
nｓ≥４００ ｍ· ｋｗ，比速系数k≥２ １３５。
2．2　单位转速和单位流量的优选
选用较高的单位转速，可以提高机组的转速，从而
可以减小发电机的尺寸和重量；选用较大的单位流量，
可以减小水轮机的尺寸和重量，这对于大型水力发电
机组，有较大的经济效益。但单位转速和单位流量的
３２
赖珊珊，等：角木塘水电站水轮机参数选择及结构特点２０１５ 年５ 月
提高又受到强度、空化和运行稳定性等许多条件的限
制［６］ 。只有模型转轮各参数间具有合理的匹配关系，
才能获得较好的综合性能指标。电站工程实践和国内
制造厂提供的模型参数综合论证参考指标，推荐角木
塘水电站水轮机额定工况单位转速为１２４．８５ ～
１４４．０２ ｒ／ｍｉｎ，最大单位流量为１ １９９ ～１ ４５０ ｍ３ ／ｓ。
2．3　水轮机效率的优选
水利水电工程技术的进一步发展，国内外水轮机
制造厂家其生产技术水平均有了较大提高，大型模型
水轮机最优点效率值可达９２．８％ ～９４．３５％，原型水
轮机最高效率值可达９４．６１％ ～９６．２％。角木塘水电
站水头变幅为８．１ ｍ，为适应机组在整个可能出现的
水头运行工况下均有较高的效率，不单纯追求额定工
况点的效率，经比选推荐模型水轮机最高效率不低于
９２．５％，原型水轮机最高效率不低于９３．５ ％；模型水
轮机额定工况点效率不低于９２．１％，原型水轮机额定
工况点效率不低于９３．１％。
2．4　水轮机模型空蚀系数σｍ 和装置空蚀系数σｙ 的
确定
　　国外一般按水轮机模型试验出现初生汽泡时的空
化系数来确定装置空化系数，而国内则一般采用外特
性法，即效率下降点的临界空化系数值，并留有一定的
裕量来确定装置空化系数。在水轮机机型未定阶段，
空化系数只能用统计法初定参数。各国确定σｐ 的方
法无统一标准，仅以数值指标比较很难与工程特性相
匹配。为获得较优特性指标，结合角木塘水电站的工
程特性，推荐限制工况下的模型空蚀系数σｍ ≤０．４２，
装置空蚀系数σｙ≤０．４２。
2．5　导叶相对高度的确定
提高导叶相对高度，一来可以降低导叶区的水力
损失，二来可以减小活动导叶转角范围，达到提高转轮
最高效率及平均效率的目的。但导叶相对高度增大
后，转轮叶片将变高，叶片根部（即与上冠连接部位）
悬臂受力状况将恶化，且对水轮机水力稳定性也有较
大影响。结合角木塘水电站的工程特性，参考类似已
建投运水电站水轮机特性参数，推荐导叶相对高度值
为０．３５ ～０．４５。
2．6　拟选水轮机的特性参数
经过上述综合分析，拟定角木塘水电站水轮机模
型参数指标如表３ 所示。
表3　角木塘水电站水轮机模型参数指标
比转速ηＭｍａｘ
／（ｍ· ｋＷ）
比速系数
k
导叶相对高度
b０ 最优单位转速n１０ ′
／（ｒ· ｍｉｎ－１ ）
限制单位流量Q１ ＇
／（ｍ３ · ｓ－１ ）
模型空蚀系数
σｍ
装置空蚀系数
σｙ
模型最高效率
ηＭｍａｘ ／％
≥４００ ≥２ １３５ ０．３５ ～０．４５ １２４．８５ ～１４４．０２ １．１９ ～１．４５ ０．２０ ～０．４２ ０．４２ ≥９２．５ 　　查看大中型轴流式转轮型谱图，角木塘水电站水
轮机合适的转轮有ＺＺ５５０、ＺＺＪＫ７０１、ＺＺＪＫ７０２、
ＺＺＪＫ６０９、ＺＺ４７６、ＺＺ（Ｆ２４）等。结合表３ 的对比分析结
果，经初步筛选优选ＺＺ５５０ －３５、ＺＺ４７６ －３０．６ 和ＺＺ
（Ｆ２４） －３５ 三种综合指标较好的转轮进行详细比选，
其模型主要参数如表４ 所示。
在机组比选过程中，重点结合工程特性比较三种
机组的稳定性、能量指标、气蚀性能、运行工况、额定转
速以及厂房尺寸等，其特征参数详细对比如表５ 所示。
表4　拟选水轮机模型主要参数表
工况型号
使用水头
／ｍ
导叶相
对高度
最优工况
n１ ′／
（ｒ· ｍｉｎ－１ ）
Q１ ＇／
（ｍ３ · ｓ－１ ）
η０
／％ σｍ０
限制工况
Q１＇／
（ｍ３ · ｓ－１ ）
η
／％ σｍ nｓ
ＺＺ５５０ －３５ ４５ ０．３５ １３０ １．２０ ９２．５ ０．３２ １．７０ ９０．０ ０．６０ ５０３ ＺＺ４７６ －３０．６ ３５ ０．４５ １２５ １．００ ９３．０ ０．３４ １．７０ ８９．０ ０．６９ ４８１ ＺＺ（Ｆ２４） －３５ ４０ ０．４３ １３０ １．１０ ９１．５ ０．３８ １．８０ ８８．５ ０．６０ ５１４ ３３
水电与新能源２０１５ 年第５ 期
表5　拟选机组机型特征参数对比表
水轮机型号 ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ ＺＺ４７６ －ＬＨ－４２５ ＺＺ（Ｆ２４） －ＬＨ－４２０ 额定转速／（ｒ· ｍｉｎ－１ ） １６６．７ １６６．７ １６６．７ 转轮直径／ｍ ４．２５ ４．２５ ４．２０ 额定水头
（２８．５ ｍ） 工况
水轮机效率／％ ９３．１ ９２．３ ９０．５ 空蚀系数 ０．４２ ０．４８ ０．５１ 比转速／（ｍ· ｋＷ） ４８２．６３ ４８２．１１ ４８５．９０ 水轮机出力／ｋＷ ３６ ３５０ ３６ ２６９ ３６ ８４２ 最小水头
（２４．２ ｍ） 工况
水轮机效率／％ ９３ ９２．５ ９１．２ 空蚀系数 ０．４２ ０．４８ ０．５２ 水轮机出力／ｋＷ ２７ ８５７ ２７ ３１７ ２７ ４３０ 最大水头
（３２．３ ｍ） 工况
水轮机效率／％ ９３．４ ９３．３ ９０．８ 空蚀系数 ０．２８ ０．４ ０．４２ 水轮机出力／ｋＷ ３６ ３５０ ３６ ２６９ ３６ ８４２ 水轮机最高效率／％ ９３．５ ９３．５ ９２．５ 吸出高度／ｍ －５ －８．２ －９．３ 效率修正值／％ － ＋１ － 　　表５ 比较结果可以看出①３ 种转轮直径基本一
样，转速均为１６６．７ ｒ／ｍｉｎ，机组尺寸和重量相当，机组
造价悬殊不大。②运行范围：３ 种转轮在最大水头至
最小水头范围内，模型转轮均处于较优效率工况区。
③能量指标：３ 种转轮在额定水头工况下的效率分别
为９３．１％、９２．３％、９０．５％。在额定水头、最小水头和
最大水头三种运行工况下，ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ 模型转
轮效率均最高， 分别为９３．５％、９３．５％、９２．５％；
ＺＺ（Ｆ２４） －ＬＨ －４２０ 模型转轮效率最低。④空蚀性
能：ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ 模型转轮，其吸出高度为－５ ｍ，
空蚀性能最好，厂房开挖也较小，其余２ 种转轮空蚀性
能均较差，吸出高度分为－８．２ ｍ 和－９．３ ｍ。
从上述分析可知：ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ 转轮具有很
好的能量指标和运行工况，同时吸出高度也较低，厂房
土建及枢纽布置投资较好，且该转轮已在我国很多低
水头大流量水电站中发挥非常良好的应用效果。因
此，推荐ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５ 作为角木塘水电站的水轮
机转轮，对应的水轮机型号为ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５（nｓ ＝
４８２．６３ ｍ · ｋＷ），配套发电机型号为ＳＦ３５ －３６／６７００
（悬式）。选定的水轮发电机组主要特性参数为①水
轮机： 转轮直径４．２５ ｍ， 不锈钢材质； 额定功率
３６．３５ ＭＷ；额定水头２８．５ ｍ；额定流量１３９．３４ ｍ３ ／ｓ；
额定效率：９３．１％；额定转速１６６．７ ｒ／ｍｉｎ；吸出高
度≥ －５ ｍ。②发电机：额定功率３５ ＭＷ；额定效率≥
９７％；额定电压１０．５ ｋＶ；功率因素０．８５（滞后）；额定
转速１６６．７ ｒ／ｍｉｎ；飞逸转速３６６．７４ ｒ／ｍｉｎ；转动惯量
（J２ ）≥３ ６００ ｔ· ｍ２ ；机组旋转为俯视顺时针。
2．7　安装高程的确定
根据电站实际运行情况，按１ 台机额定过流量的
１／２ 从下游水位与流量关系曲线中确定设计尾水位。
取设计尾水位为３５０．９４ ｍ，水轮机吸出高度为－５ ｍ
（采用整体不锈钢转轮），计算确定水轮机浆叶中心高
程为３４５．９４ ｍ，水轮机安装高程为３４７．６４ ｍ。
３　水轮机主要结构特点
１）蜗壳。蜗壳为г型式平顶混凝土蜗壳，蜗壳顶
部有防渗钢板，包角不小于２２５°。在水轮机层上游侧
设蜗壳进人门， 进人门尺寸不小于１ ０００ ｍｍ ×
１ ０００ ｍｍ，蜗壳进人门要求从侧外开门，从顶部进入。
设进人盖及防渗板等，其中进人盖的门轴、铰链以及固
定用螺栓均采用不锈钢制造。每台机蜗壳进口上游侧
设直径３００ ｍｍ 手动排水盘型阀一个，阀杆与导向套
配合处和阀杆接头及螺杆、螺套均为不锈钢材料制造。
２） 座环。座环（含固定导叶） 采用焊接，分瓣
结构。
３）顶盖和支持盖。顶盖和支持盖采用Ｑ２３５ －Ｂ
钢板焊接结构。在适当位置设置测压孔，以便测量转
轮与导叶之间、转轮与顶盖之间的压力。支持盖的下
３４
赖珊珊，等：角木塘水电站水轮机参数选择及结构特点２０１５ 年５ 月
部设限制机组转动部分上抬量的止推装置。
４）底环。底环采用Ｑ２３５ －Ｂ 钢板焊接，两瓣结
构。底环上设导叶轴套，轴套采用钢背复合材料。
５）主轴。主轴采用优质碳钢或低合金钢整体锻
造而成，为中空结构，轴内装设操作油管。主轴与水导
轴承接触处铺焊不锈钢层，加工后的不锈钢厚度不得
小于６ ｍｍ。
６）导轴承。导轴承采用稀油自润滑结构，筒形轴
瓦为巴氏合金材料，润滑油采用“Ｌ －ＴＳＡ４６”号汽轮机
油，冷却器采用导热性能较好的紫铜管材料。
７）水轮机转轮。转轮叶片采用ＺＧ０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ 马
式体不锈钢整铸，带抗空蚀裙边，叶片能互换。密封压
板和固定螺栓采用０６Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ 不锈钢制造。转轮
室球面及球面以下２００ ｍｍ 为００Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ 材料制
造，其余部分用Ｑ２３５ －Ｂ 制造。
８）尾水管。尾水管弯肘形，其锥管上设长方形进
人门，进人门要求侧向开门，尺寸为６００ ｍｍ ×８００ ｍｍ
（宽×高）。下部设检查积水的验水阀门（黄铜或青
铜），并允许检修平台部件能方便从进人门进出尾
水管。
４　结　语
１）结合角木塘水电站工程特性和水文泥沙条件，
确定电站装机容量７０ ＭＷ，安装２ 台轴流转浆式机
型，混凝土蜗壳。
２）经拟定转轮特性参数指标比选，优选效率高、
抗空蚀性能好、吸出高度小的ＺＺ５５０ －ＬＨ －４２５（nｓ ＝
４８２．６３ ｍ· ｋＷ 转轮，额定转速３００ ｒ／ｍｉｎ。
３）水轮发电机组设计尾水位３５０．９４ ｍ，水轮机浆
叶中心高程３４５．９４ ｍ，水轮机安装高程３４７．６４ ｍ，确
保水轮机组额定出力点在最高效率区和接近最优工况
点运行，提高水能利用效率和机组运行稳定性。
４）为确保水轮机具有良好的运行性能，提高机组
运行稳定性和延长使用寿命，优选抗空蚀、抗磨蚀材料
和方案，并严格控制叶型精度、叶片表面粗糙度和波浪
度等。
角木塘水电站工程水轮机特性参数和结构形式的
优化设计中，充分结合工程水文泥沙特性和经实践检
验成熟可靠的技术方案，为水轮机高效利用水能资源
和安全稳定运行提供了重要的技术指导。
参考文献：
［１］郭建伟．渠首电站水轮机及其附属设备的选择［Ｊ］．水利
科技与经济， ２０１４， ２０（４）： １２８ －１３０
［２］刘九， 秦昌斌， 牛彬．湖北汉江新集水电站水轮机参数初
选［Ｊ］．水电与新能源， ２０１４（１）： ８ －１１
［３］邵国辉， 王茜云．藏木水电站高比速混流式水轮机优化设
计［Ｊ］．水科学与工程技术， ２０１３（３）： ５２ －５６
［４］周艳辉， 谢智树， 朱柱霞， 等．水府庙水电站水轮机选型
方案［Ｊ］．中国水能及电气化，２０１３（１）： ９４ －９７
［５］孙鸿秉， 何帆．龙滩水电站水轮机参数选择评述［Ｊ］．水电
站机电技术， ２００６， ２９（２）： １ －３， ６４
［６］姚建国， 潘雪梅．马鹿塘水电站二期工程水轮机参数选择
及主要结构特点［Ｊ］．红水河， ２０１３， ３２（５）： ６１ －６４
（上接第３０ 页）
下降，最后经池末端消力坎进一步调整流速，出池水流
趋于稳定。
４　结　语
本文结合工程实际依托物理模型试验，对平原河
道地区船闸充泄水过程进行模拟，试验结果表明：
１）３ ｍｉｎ 均匀开启闸首输水系统工作阀门，上下
游廊道进水口水流流态稳定，均无不良漩涡，输水系统
泄流能力满足要求，４ ｍｉｎ 之内能够比较充分地完成
闸室充泄水过程。
２）充水过程中上游引航道内水流流态稳定，横向
流速较小；水流自输水廊道经纵向布置的消力坎对冲
充分消能，消能效果良好，末端最大流速为０．５ ｍ／ｓ，
充水过程中闸室内稍有波浪， 最大惯性波高为
０．１２ ｍ，满足规范要求。
３）闸室泄水过程中，闸室内水面稳定下降，最大
惯性波降为０．１８ ｍ，闸首水流流态较佳，廊道内无掺
气水流，下闸首消力池内水流消能充分，出池水流均匀
扩散。
参考文献：
［１］王昆．蚌埠复线船闸水工模型试验研究［Ｊ］．港工技术，
２００９， ４６（４）： ２９ －３２
［２］刘本芹， 宣国祥， 李中华．船闸集中输水系统复合模型研
究与应用［Ｊ］．水利水运工程学报， ２０１３（４）： ７８ －８３
［３］陈明， 宣国祥， 陈明栋．船闸输水系统水动力学研究综述
［Ｊ］．重庆交通大学学报： 自然科学版， ２０１３， ３２（１）：
１５７ －１６０， １６８
［４］李君， 宣国祥， 黄岳．赣江石虎塘航运枢纽船闸输水系统
水力学模型试验［Ｊ］．水利水运工程学报， ２００９（１）：
１７ －２１
［５］吴英卓， 江耀祖， 王智娟， 等．兴隆船闸关键水力学问题
研究［Ｊ］．水利水运工程学报， ２０１２（４）： ６ －１２
［６］张艺祯， 麦建清．乐滩水电站船闸闸室流态问题的研究与
对策［Ｊ］．红水河， ２００９， ２８（１）： ５３ －５５
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