水轮机可将水流能量转换为机械能,是水电站的核心装备之一,主要分为冲击式水轮机、反击式水轮机两大类。受水流的反作用力使转轮旋转做功的水轮机为反击式水轮机,其应用比例相对较高,斜流式水轮机是其细分产品之一。
斜流式水轮机,因水流经过转轮叶片的方向与主轴线呈倾斜角而得名,这个倾斜角一般在15°-60°之间。斜流式水轮机水头适应范围较广,在40-200米之间,主要应用于大中型水电站建造中,也可用作可逆式水轮机(即可用作水轮机也可用作水泵的机械),在抽水蓄能电站中较为常见。
从结构来看,斜流式水轮机的结构介于混流式水轮机与轴流式水轮机之间。混流式水轮机主要用于中高水头、水头变化小的工作场景中,轴流式水轮机主要应用在中低水头中,在较高水头中水流能量损失会增大。为满足高水头、水头变化大工作场景需求,斜流式水轮机被研发问世。
斜流式水轮机的转轮叶片与主轴之间的倾斜角,会随着水头高度的不同而变化,当水头在80米以下时,倾斜角可调整为60°,水头在130米以下时可调整为45°,在200米以下时可调整为30°,因此斜流式水轮机的水头适应范围较宽,可以适应较大的水头变化。除转轮叶片外,斜流式水轮机的导叶也会调节水流角度,因此斜流式水轮机的平均效率较高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国斜流式水轮机行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,斜流式水轮机具有适应水头范围宽、适应较大幅度水头变化、平均效率较高、空蚀性能好、运行稳定、启停速度快、体积较小、重量较轻等优点,特别适合应用抽水蓄能电站建设中,可有效利用水资源,实现电网削峰填谷,保证电力稳定供应。我国以及全球抽水蓄能电站装机规模不断扩大,利好斜流式水轮机行业发展。
新思界
行业分析人士表示,1971年,我国首台斜流式水轮机在云南曲靖毛家村水库的以礼河水电站投入运行。但斜流式水轮机也存在结构较为复杂、制造工艺要求较高、造价较高等缺点,目前在我国应用普及率较低,一般仅应用在混流式水轮机、轴流式水轮机不宜使用的场景中。除此之外,斜流式水轮机也存在长时间运行工作效率下降、振动增大等问题。未来,斜流式水轮机的设计、制造水平还需不断进步。