高水头混流式水轮机结构及运行特性分析

所谓的高水头混流涡轮指额定水头在250m以上的混流式水轮机。与国外相比，国内高水头混流式水轮机的应用相对较晚，加上设计制造技术的局限性，对其应用产生了一定的影响。然而，随着科学技术的发展，混流式水轮机的应用逐渐深入。今天，中国已经建造了许多，并且已经投入使用。

1.高水头混流式水轮机的结构

1.1浇道辅助叶片

在高水头混流式水轮机中，转轮叶片的长度非常长，进口半径与出口半径的差距较大。在流道设计中，如果采用传统的设计方法，那么叶片的进口半径将会很大，比出口半径大得多。幅值流分量是转轮的重要组成部分。在两个叶片之间，水流受到科里奥利力的影响，会呈现不均匀的分布。这样，在运行过程中，就会出现某些部位出现水流速为零的问题，这对水轮机的运行效率影响较大，严重时还会对机组的正常运行造成破坏。BETVICTRO伟德在此基础上,为了避免这个问题,当入口的宽度减少,出口的宽度不能改变,与此同时,刀片之间需要添加两个叶片,叶片之间的距离和进口相对较短,长度短的[1]。辅助叶片的增加有效地改善了系统的性能液效率，避免了不必要的损失，提高了涡轮机的操作效率，并确保其稳定的动作。

1.2导向叶片的偏心结构

高水头混流式水轮机的导叶高度不高。因此，立面的漏水相对较小。但其水压比普通混流式水轮机高得多，容易发生顶盖变形，导致导流。叶片端面之间的间隙持续增大，造成严重的漏水。为了避免这个问题，导叶的结构需要调整。

如今，在涡轮机的导向叶片，采用偏心结构，端面是比较大的，并具有翅膀。与此同时，密封环安装在导向叶片，从而有效地降低了损害[2]的轴颈。在偏心结构的导向叶片，加入翼，安装位置在正压面的上端和下端，与轴颈的直径也增加了，从而有效地避免过多的水泄漏，并保持涡轮运转高校。

1.3的不锈钢的焊接

在导叶中，两端面之间的间隙相对较小，如上盖和抗磨板。当两者连接时，它们是通过螺丝实现的。在高封头的运行过程中，抗磨板受其作用的影响会在局部位置变形，使其很难在端面上保持小的间隙。为了改善这种情况，保证端面之间的间隙较小，在连接抗磨板与上盖时，采用焊接的不锈钢层代替，从而最大程度地避免了抗磨板的变形。

1.4主轴密封

根据高水头混流式水轮机的维护记录，对问题的最容易出现的一个是主轴。的水轮机需要主轴被密封，并通过所述密封结构是一个非接触密封件。该密封方法显著提高了主轴的使用寿命。在所述非接触式密封结构，它由三个部分组成，一个是间隙密封，另一种是在横浇道的冠泵板，而第三是顶盖排水管[3]。在单元的操作中，泵板旋转装置的泵所需要的开始到通过转轮的旋转来驱动。泵板旋转后，水的内腔也将旋转，并且压力差将进入集水池。在集水罐中的水主要有两个目的。一个用于冷却的单元，而另一个被排出到引流管。在密封区域主轴，所述液压单元需要相对高的速度，并且所述非接触式密封结构能充分满足速度要求。同时，几乎操作，从而有效地降低主轴检查次数和延伸主轴的使用寿命期间没有磨损。

1.5从顶盖以水

在运行浇道的上部迷宫环的过程中，可能会出现水泄漏的问题。顶盖主要是为了避免水渗漏的发生。在横浇道的上冠安装泵板和泵板同时的作用下除去水，将提取的水被用于冷却该单元。当水电单元被供给的水，所述水的压力和水的体积有一定的要求。为了充分满足要求，有必要使用冠没有泄压孔，最后取出水顶盖。与此同时，径向叶片泵结构也安装在上胎冠，使得上部迷宫环的流动水将进入两个地方，一个是顶盖的内壁，而另一个是之间的间隙亚军和顶盖。

2.高水头混流式水轮机的工作特性

2.1总体运行特点

在高水头混流式水轮机的国内水电站的应用程序的开始时，涡轮机的结构是常规的结构。在涡轮机的操作，如导流叶片的泄漏，沙磨损和噪音，噪音问题继续发生，他们都带来了严重的问题。其结果是，大修和修理焊接几乎每年都需要，尤其是转轮，导叶部件。一般来说，当涡轮运转约1〜2年，必须进行大修。这对单元，这反过来又影响了水电站的运行效率的长期安全稳定运行非常大的影响。为了改变这种状况，使用高头混流式水轮机国内水电站已经优化它们的结构，以及奔跑者已经添加的辅助叶片。以这种方式，涡轮机单元的运行状态已显著提高。导向叶片和其他问题的泄漏也被显著减少，并且检修时期也已经扩展，这也能够使涡轮机单元的长期安全运行。这种类型的常规操作特性已经在露水河水电站和渔子溪水电站相对良好实践。

2.2新结构的运行特点

随着社会和科学技术的不断进步，涡轮技术也得到了很好的发展。在此过程中，引进了高水头混流式水轮机技术，并在国内各水电站得到了广泛应用。为了提高应用效果，我国开始加大对高水头混流式水轮机技术的研究，并在水力设计、结构设计、加工制造等方面取得了良好的研究成果。由此，国内高扬程混流式水轮机的应用效果得到了显著的提高，其[5]的运行特性和性能也得到了极大的提高。摘要南水北调中线丹江口大坝加高后，采用高水头混流式水轮机，大坝高度由162米提高到176.6米。同时，最大水位由157米提高到170米，最大运行水头为79米。这些变化为水轮机的应用提供了良好的便利，通过水轮机的安全稳定运行，促进南水北调工程的发展。在高水头混流式水轮机上应用后，泥沙的磨损可以忽略不计。即使机器泥浆含砂量很高，在操作过程中磨损很小，磨损发生的地方也很少，磨损深度也在1mm以内。在上盖与抗磨损板和导叶两端之间，不会发生空蚀和水蚀。

与介质和低水头混流式水轮机相比，高头混流式水轮机的结构具有非常独特的特征。在其操作期间，额定头和额定速度是比较高的，这可以有效地提高装置的工作效率。虽然新结构具有更好的性能和操作特性，新结构的高水头混流式水轮机是从国外进口。在此基础上，中国应加大研究力度，以自主生产涡轮，这对推动在涡轮的深度应用的同时，新的结构组件，它促进了涡轮机的液压设计的发展。