2　水轮机机型优化选择

2.1　左岸电站

左岸电站额定水头为13.5m，最高水头为18m，受现场空间限制，安装1台机组为佳，可选立式混流式机组或者立式轴流式机组，经方案比较，确定选择轴流式水轮发电机组。该水头段合适的机型有ZZ660、ZZ608、ZZ709，这3种转轮的模型参数和水轮机参数见表1。

表1　左岸水轮机参数比较表

在相同的额定水头和额定流量下，ZZ660水轮机的转轮直径大、转速偏低，其配套的发电机的效率在3个方案中也偏低，机组尺寸也较另两种型号大，机电设备投资也相应将增加，厂房剩余空间减少，方案Ⅰ先行被淘汰。ZZ608、ZZ709水轮机在直径及转速相同的情况下，ZZ608水轮机的效率更高，运行区域所包含的高效区也更广，比ZZ709水轮机更适合该水电站变幅水头运行，所产生的经济效益也更高。所以，推荐方案Ⅱ，采用ZZ608转轮，水轮机型号为ZZ608-LH-135。鉴于这台轴流转桨机组尺寸较小，并且当地土建施工单位对于水电站的施工经验较薄弱，如采用混凝土蜗壳在施工时会遇到一定的困难，经过与业主单位讨论后决定采用金属蜗壳及肘管，对于小尺寸的轴流转桨机组，增加的费用有限，最终水轮机的型号为ZZ608-LJ-135。该转轮已在多个电站运用，在玛雅里左岸电站运行区域内不产生有害振动，在其整个运行区域内，尾水压力脉动值较小。

ZZ608水轮机在左岸电站额定水头时的临界空化系数为0.615，转轮叶片采用优质专用不锈钢材料，数控加工而成，与模型转轮几何相似度较高，玛雅里水库水体清洁，含沙量较小，其抗空蚀和抗磨能力较强。

2.2　右岸电站

右岸电站机组的额定水头为42.93m，根据业主要求，安装多台机组，经计算分析，1号和2号机组额定流量为3.3m3/s，单机容量为1223kW，3号机组额定流量为1.1m3/s，单机容量为400kW，4号机组用于电站黑启动，单机容量为50kW，总装机容量为2896kW。

1号、2号机组为电站正常发电时使用，根据右岸电站1号、2号水轮机工作水头和流量范围，宜采用卧式混流式机组，适合该水头段并且运行较成熟的机型有HL743、HL801、HL904，这3种转轮的模型参数和水轮机参数见表2。

表2　右岸电站1号、2号水轮机参数比较表

在相同的额定水头和额定流量下，HL801水轮机的转轮直径较大，转速偏低，其配套的发电机的效率也偏低，机组尺寸较另两种型号大，机电设备投资将增加，厂房布置太紧凑，厂房剩余空间将减小，将会给今后的运行维护带来一定的困难，所以方案Ⅰ先行被淘汰。HL743和HL904水轮机直径及转速虽然相同，但HL743水轮机的平均效率比较高，运行区域中高效区域的部分较宽，长期运行的经济效益更高。所以右岸1号、2号选择方案Ⅱ，采用HL743转轮，水轮机型号为HL743-WJ-72，卧式布置。因地下厂房宽度不能改变，故机组采用两支点结构的同时，采用斜向布置，以增加电站通道空间。

应业主要求，3号机组主要用于提供厂用电以及在丰水期发电，机组宜采用混流式水轮发电机组，受地下厂房场地的限制，3号机组采用立式整装式水轮发电机组。在该水头段常用的机型有HL550、HL575、HL685，这3种转轮的模型参数和水轮机参数见表3。

表3　右岸电站3号水轮机参数比较表

由表3可知，HL550水轮机的转轮直径大，水轮机效率也比另两个转轮低，方案Ⅰ先行被淘汰。HL575水轮机虽然效率稍高，但转轮直径大，机组转速低，发电机尺寸及质量偏大，不适合作为立式整装机，并且与方案Ⅲ比较，经济效益并不优于HL685水轮机。方案ⅢHL685水轮机具有较小的转轮直径、较高的机组转速、较优的能量指标，所以3号机组推荐方案Ⅲ，采用HL685转轮，选择的水轮机型号为HL685-LJ-52。

4号机组用于电站黑启动，装机容量由需要启动3号机组的机电设备用电量确定为50kW，该台机组单位流量较小，机组型式与3号机组相同，采用立式整装式水轮发电机组。经选择和比较，采用HL84转轮，该转轮在小机组中运行比较广泛，直径适宜，转速恰当，能量指标较好，水轮机型号为HL84-LJ-42，转速为900r/min。

4号机组作为电站黑启动用途，在其他机组不发电，或紧急情况下提供部分厂用电，励磁系统采用永磁型励磁机，调速器装设两台油泵，其中一台为直流电机，供黑启动时应急使用，主阀为电动蝶阀，主阀及旁通阀门均采用直流电装，以便执行一键黑启动。