東方電機(jī)混流式水電機(jī)組寬負(fù)荷改造“加速跑”
來源：科技日報(bào) 時(shí)間：2026-03-19 17:55
近日，由東方電機(jī)研制供貨的云南大朝山機(jī)組國產(chǎn)化更新改造項(xiàng)目第三臺轉(zhuǎn)輪已吊裝就位，機(jī)組總裝全面推進(jìn)，為機(jī)組按期投產(chǎn)發(fā)電奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目是國內(nèi)僅更換轉(zhuǎn)輪就實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷運(yùn)行的最大改造機(jī)組，其成功實(shí)施將為同類型機(jī)組升級改造提供重要借鑒。
大朝山水電站位于云南省臨滄市云縣和普洱市景東縣交界的瀾滄江上，是瀾滄江中下游河段規(guī)劃“兩庫八級”開發(fā)方案的第四級。2020年3月，東方電機(jī)成功中標(biāo)國投云南大朝山水電有限公司6*225兆瓦水輪機(jī)改造項(xiàng)目，陸續(xù)推進(jìn)機(jī)組改造工作。目前，第三臺轉(zhuǎn)輪已進(jìn)入總裝沖刺階段，預(yù)計(jì)2026年4月投產(chǎn)發(fā)電。
近年來，隨著新能源裝機(jī)容量逐漸增加，為配合新能源大規(guī)模接入和消納，水電機(jī)組深度參與系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻運(yùn)行，需要具備較強(qiáng)的寬負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。東方電機(jī)聯(lián)合國投云南大朝山水電有限公司和昆明理工大學(xué)，通過大量的數(shù)值分析和試驗(yàn)研究，發(fā)明了一種雙曲型混流式轉(zhuǎn)輪，突破了改造項(xiàng)目需要同時(shí)更換頂蓋等部件的傳統(tǒng)技術(shù)路線，僅更換轉(zhuǎn)輪就顯著提升了機(jī)組的寬負(fù)荷運(yùn)行水力穩(wěn)定性。
據(jù)悉，研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多輪模型試驗(yàn)和計(jì)算模擬研發(fā)迭代，對轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的流動特性進(jìn)行了深入分析，并對雙曲型轉(zhuǎn)輪的葉片形狀、出口角度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，針對部分負(fù)荷工況下交變載荷導(dǎo)致的葉片疲勞破壞問題，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)改善了葉片出水邊與上冠、下環(huán)連接處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，通過葉片型線與厚度變化的合理匹配降低應(yīng)力水平。最終團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出的雙曲型混流式轉(zhuǎn)輪降低了寬負(fù)荷運(yùn)行范圍內(nèi)的壓力脈動幅值和轉(zhuǎn)輪應(yīng)力幅值，實(shí)現(xiàn)了水力穩(wěn)定性與剛強(qiáng)度特性的完美匹配。
據(jù)悉，大朝山更新改造后的機(jī)組完全實(shí)現(xiàn)了寬負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，目前相關(guān)技術(shù)成果已通過專家鑒定，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，相關(guān)單位聯(lián)合申報(bào)的《新型電力系統(tǒng)高比速混流式水電機(jī)組寬負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》獲2025年度電力創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
該項(xiàng)目的實(shí)踐表明，精準(zhǔn)優(yōu)化更新轉(zhuǎn)輪這一核心部件，可有效改善水電機(jī)組寬負(fù)荷運(yùn)行穩(wěn)定性，提高電站經(jīng)濟(jì)效益，這為我國水電行業(yè)應(yīng)對新能源大規(guī)模接入和消納的挑戰(zhàn)提供了可借鑒的寬負(fù)荷運(yùn)行改造技術(shù)方案。（劉俠）
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