渭沱水电站位于重庆市合川区渭沱镇,距涪江汇入嘉陵江的汇合口约23km,是以发电为主,兼航运的综合水利工程。渭沱电站原装有两台灯泡贯流式机组,设计水头:H_p=8.5m,最大水头:H_max=11.0m,最小水头:H_min=3.0m,装机容量:2×15MW。2005年开始在渭沱电站下游嘉陵江上新建一草街航电枢纽,建成后草街电站运行正常水位203.0m,导致渭沱水电站不足3m的毛水头,如对原机组不作改造,在此工况下不能发电,不仅渭沱水电站将报废,而且还将安排专门的人员对船闸的运行、维护进行管理。为使国有资产保值增值,充分合理利用渭沱电站剩下的3m左右水头,要求论证渭沱电站在此工况下进行机电设备技术改造的可行性。技术改造方案不仅满足充分利用渭沱电站的水力资源,而且尽量降低成本。要求渭沱电站机电设备技改成功后,既能有效利用已建成的溢流坝、泄洪闸、厂房、船闸等设施,又能充分利用区间2-4m的水头。具体研究内容和结论如下:1充分分析渭沱电站改造前、后的水力资源基本情况,进行多方案比较分析,确定利用原水轮机流道,将水轮机四叶片改造成两叶片的水轮机改造方案。结合九十年代安德里茨水电针对渭沱电站生产水轮机的模型试验结果,并经技术经济比较可以得出,利用现有流道以及水轮发电机组,只将转轮由四叶片改为两叶片,并保留原水轮机轮毂、转轮直径不变,对不用的两个原浆叶位置用同轮毂线型一致的轮毂盖密封的方法具有可行性。在此基础上要求制造厂在安德里茨三叶片转轮试验的基础上开发二叶片转轮。2渭沱电站机组改造的实施方案,其中包括渭沱电站技施设计以及模型试验与真机安装。研究结果表明:渭沱电站改造后水轮机轴向水推力、空蚀或磨蚀损坏保证、飞逸特性、调节保证、运行稳定性和噪声保证、可靠性保证及主要部件受力情况等不会发生对运行不利的情况,证明两叶片转轮机组性能参数可靠,符合渭沱水电站改造的实际情况。在初步设计中建议加强机组改造模型试验及验收工作,重点研究水轮机能量指标和两叶片机组振动问题,制造厂应通过模型试验对以上两项参数作出承诺,确保在渭沱电站改造后实现稳定运行。3真机振动特性测试。为验证改造方案的正确性,对机组的振动进行试验监测分析,从整个试验监测的数据看,机组的运行状况良好,机组的振摆数据都在国标规定的范围内,改造后尾水管的振动有所减小,机组带负荷过程中,没有明显的振动区,机组从空转、空载、带负荷的整个过程,机组振摆数据都符合国家标准。机组的轴系受力分析,从整个试验监测的数据看,机组的运行状况良好,机组的振摆数据都在国标的范围以内。本文的研究成果可为今后开发超低水头的水力资源以及推广与应用两叶片的灯泡贯流式机组提供一定的指导。