如何选择和优化云溪水电站适合的水轮机型？

水轮机按转轮转换能量的方式不同分为反击式（水能以势能形态为主，动能形态为辅传给转轮）和冲击式（水能全部以动能形态传给转轮）。按水流特点和转轮结构特征可分为多种形式，见表1：

表1　水轮机按水流特点和转轮结构特征分类

云溪水电站最大水头252.8m，流量1.05m3/s，从表1中可以看出适合电站水头范围的水轮机有反击混流式和冲击水斗式两种机型。在初设阶段，我们采用混流式和冲击式两种机型进行比较，虽然混流式机组效率较高，但是受到造价较贵，机型及辅助设备结构复杂，厂房基础开挖较深；而冲击式水轮机适用于高水头、小流量的水力条件，其应用的最高水头已接近1700m与混流式水轮机相比，特别是在水头大于200m的场合，具有其机组结构简单、运行稳定、操作方便、土建投资较小等特点。因此，初设推荐采用冲击水斗式水轮机。在招标设计阶段，2005年6月业主在机组询价过程中，发现二台2000kW冲击式机组最低报价335万元，而一台4000kW混流式机组报价为189万元，业主提出能否从降低一次性投资但技术保证等方面考虑采用1台混流式机组（由于单机容量较大，机组转速达到1600r/min，如此高转速，冲击式机组很难做到，混流式却可以）。为了提高云溪水电站设计水平，降低电站造价，根据业主的要求，浙江省杭州市水利规划设计研究院组织专家在满足可行性和合理性的前提下进行论证，对机型选择及设计进行优化。

通过对两种方案进行技术和经济比较，确定其可行性。

（1）机组技术比较见表2：

表2　机组技术比较(www.xing528.com)

续表

（2）机组经济比较见表3：

表3　机组经济比较

由于电站年运行时间较短，发电期间机组故障检修概率很低，装机容量不大，电站对系统作用不占重要地位，对电网的调度影响也不大。采用一台机组可节约一次性投资186万，并充分利用水头和高效率水轮机增加发电量36万kw·h/a，从而增加效益17.03万元/a，而且本工程具有水库调节作用（调节库容136.04万m3），采用一台机组不会因为水量不均而影响机组运行，此方案在经济和技术上是可行的。经过机型优化后，由最初选用的2台冲击式机组改为1台混流式机组。