科技日报记者 刘侠
近日，由东方电机研制供货的云南大朝山机组国产化更新改造项目第三台转轮已吊装就位，机组总装全面推进，为机组按期投产发电奠定坚实基础。该项目是国内仅更换转轮就实现宽负荷运行的最大改造机组，其成功实施将为同类型机组升级改造提供重要借鉴。
大朝山水电站位于云南省临沧市云县和普洱市景东县交界的澜沧江上，是澜沧江中下游河段规划“两库八级”开发方案的第四级。2020年3月，东方电机成功中标国投云南大朝山水电有限公司6×225兆瓦水轮机改造项目，陆续推进机组改造工作。目前，第三台转轮已进入总装冲刺阶段，预计2026年4月投产发电。
近年来，随着新能源装机容量逐渐增加，为配合新能源大规模接入和消纳，水电机组深度参与系统调峰、调频运行，需要具备较强的宽负荷安全稳定运行能力。东方电机联合国投云南大朝山水电有限公司和昆明理工大学，通过大量的数值分析和试验研究，发明了一种双曲型混流式转轮，突破了改造项目需要同时更换顶盖等部件的传统技术路线，仅更换转轮就显著提升了机组的宽负荷运行水力稳定性。
据悉，研发过程中，团队经过多轮模型试验和计算模拟研发迭代，对转轮内部的流动特性进行了深入分析，并对双曲型转轮的叶片形状、出口角度等关键参数进行反复优化设计。同时，针对部分负荷工况下交变载荷导致的叶片疲劳破坏问题，团队重点改善了叶片出水边与上冠、下环连接处的应力集中现象，通过叶片型线与厚度变化的合理匹配降低应力水平。最终团队设计出的双曲型混流式转轮降低了宽负荷运行范围内的压力脉动幅值和转轮应力幅值，实现了水力稳定性与刚强度特性的完美匹配。
据悉，大朝山更新改造后的机组完全实现了宽负荷稳定运行，目前相关技术成果已通过专家鉴定，各项指标达到国际领先水平，相关单位联合申报的《新型电力系统高比速混流式水电机组宽负荷稳定运行关键技术及应用》获2025年度电力创新奖二等奖。
该项目的实践表明，精准优化更新转轮这一核心部件，可有效改善水电机组宽负荷运行稳定性，提高电站经济效益，这为我国水电行业应对新能源大规模接入和消纳的挑战提供了可借鉴的宽负荷运行改造技术方案。
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