魏家堡水電站位于陜西省眉縣境內(nèi)，是一座渠道引水式電站，裝機容量為3×6300kW，發(fā)電機型號為SF6300-10/2600，設計水頭96.2m，機組轉(zhuǎn)速600r/min.電站自投產(chǎn)以來，一直存在著設備缺陷，設備帶病運行，威脅著安全生產(chǎn)，影響了效益的充發(fā)揮。通過采取綜合技術措施加以治理，取得了顯著效果。

    一、水輪機轉(zhuǎn)輪改造

    1存在的問題

    電站建成之初，經(jīng)過2800h的運行，出現(xiàn)了負荷帶不上去、動平衡嚴重失衡、機組振動劇烈、不銹鋼轉(zhuǎn)輪汽蝕嚴重，出現(xiàn)部位均在轉(zhuǎn)輪葉片進水邊上下面和轉(zhuǎn)輪室與底環(huán)接縫處，其中葉片進水邊上下面剝蝕面積30cm×14cm，汽蝕深度3-5mm，沿進水邊呈帶狀分布；轉(zhuǎn)輪室與底環(huán)接縫處的汽蝕均出現(xiàn)在+x方向，面積30cm×2cm，深處達3cm.另外轉(zhuǎn)輪其他部位不同程度存在蜂窩狀坑，直徑4-8mm，轉(zhuǎn)輪直徑減小了11-20mm.

    汽蝕已成為當代水電站運行中普遍而突出的技術難題。產(chǎn)生汽蝕的原因很多，情況各異。水量、水溫、含沙量、運行情況、材料等不同對汽蝕形成及破壞也不相同。依據(jù)該站的實際情況分析研究要解決汽蝕的問題，重點應放在優(yōu)化參數(shù)及材料選擇上。

    2轉(zhuǎn)輪技術改造方案

    經(jīng)過多次研究，確定以降低汽蝕系數(shù)為出發(fā)點。根據(jù)電站的主要技術參數(shù)，設計制造了適合電站水力條件的新型轉(zhuǎn)輪。主要做了如下改造：

    2.1優(yōu)化水輪機參數(shù)，從冀線上著手，改進出水角度，使過水流速由原來的33m/s降至27m/s，降低了相對流速，提高了反擊效率，減少了進口撞擊損失。

    2.2擴大減壓孔，直徑由原來的∮40擴大到的∮50，另外調(diào)整減壓孔角度使其出水口盡可能接近負壓區(qū)，使頂蓋下聚集的高壓泥沙水盡快排泄，一方面減少了泥沙對上面漏環(huán)的磨損，另外可減輕軸向推力。

    2.3采用長泄水錐，比原泄水錐增長了約40mm，長泄水錐的高壓脈動區(qū)域比短泄水錐小，且幅值也小，有效的減少了尾水管的脈動壓力，有效防止了汽蝕。

    2.4采用優(yōu)質(zhì)材料。此次采用了抗腐蝕性能良好的6Cr13Ni4Mo不銹鋼整體轉(zhuǎn)輪，葉片采用不銹鋼板熱壓成型，有效解決了轉(zhuǎn)輪由于材質(zhì)較軟加速葉片剝蝕的主要問題。

    2.5實用新型材料涂敷防護。在導葉、轉(zhuǎn)輪、葉片等部位用瑞士蘇爾壽（sulzer）水電公司新高速火焰（HVDF）噴涂技術進行表面碳化鎢鈷（SXHTO）材料噴涂。在基材不發(fā)生任何形變地情況下，使表面硬度達到了1100-1300HV300，有機的提高了過水部件的表面抗蝕能力。

    3效果

    運行實踐證明，新轉(zhuǎn)輪汽蝕性能明顯好轉(zhuǎn)，機組振動減小，運行壽命增加了3-4倍，為安全高效運行奠定了基礎。

    二、機組頂蓋排水改造

    電站水輪機頂蓋排水原設計為自流排水，即頂蓋集水從水輪機頂蓋上環(huán)和座環(huán)自流排到集水井。但由于設計和制造方面的原因，一方面自流水口過小短期內(nèi)已被泥沙堵死，無法疏通，另外排水口過高，油盆浸在水中，轉(zhuǎn)動油盆的高速轉(zhuǎn)動帶動積水轉(zhuǎn)動，水進油盆，無法正常運行。

    1頂蓋排水方案

    針對上述問題，幾年來曾作過種種嘗試，如真空泵抽水，自吸式射流泵排水等，但效果都不明顯；油盆多次被淹，嚴重制約著電站的正產(chǎn)生產(chǎn)。經(jīng)與同類水電站比較，設想采用新的改造方案，即從頂蓋以上側墻上打孔，采用孔徑為100mm的直排方式排入集水廊道，以求獲得理想效果。

    頂蓋排水高程的選擇，以稍低于主軸密封裝置的抗磨板上沿為宜，這樣既能確保密封裝置正常運行，又能盡量加大集水的排泄，不至于引起水流的旋轉(zhuǎn)飛濺進入油盆。

    2頂蓋排水方案預設效果

    與該站情況相似的毫米電站機組頂蓋排水改造后的效果十分理想，再也沒有出現(xiàn)過水淹油盆的情況，各部運行正常，解決了水輪機排水難的問題，在借鑒經(jīng)驗的同時，我們在推拉桿下部位置采取試驗的結果表明，該方案是可行的，能夠達到理想效果。