在青藏高原的玉曲河畔，拥有全球首台单机容量500MW冲击式水轮发电机组的西藏扎拉水电站正拔地而起。为攻克机组设计、制造中存在的多项“卡脖子”难点，科研总院水电院从机组容量、过流部件防护及泥沙磨损预估开展科技攻关，为500MW冲击式水轮机组国产化研制提供了强有力技术保障。

广泛论证，确保机组研制技术可行

为全力支撑集团公司掌握更大容量冲击式水轮发电机组的研发核心技术，该院针对500MW冲击式机组低负荷运行是否稳定这一论证关键难点，组建跨部门多专业项目攻关团队，前往国内42台典型冲击式水电站开展稳定性相关试验，得到国内已投运大、中、小型冲击式机组稳定性关键数据。通过全面的数据分析，该院团队得到了“所有冲击式机组在保证安装质量的前提下，均可在10%至100%试验水头下最大负荷工况区域稳定运行”的重要结论。由于500MW冲击式机组国内外均无运行实例，该院攻关团队结合已投运真机运行情况，使用CFD开展仿真计算，从喷针、水斗仿真计算模型，从射流刚度、轴系稳定性等八个方面对机组容量优化进行全面论证，确定了装设2台500MW冲击式机组的最终装机方案，为集团公司打造扎拉水电站成为世界一流高水头水电站指明了方向。

技术护航，破解过流部件磨损难题

扎拉水电站冲击式机组水头近700m，喷嘴出口速度可达120m/s，每一次含沙水流都会像利刃切割水斗表面。为解决冲击式水轮机过流部件面临的强磨蚀难题，攻关团队兵分三路展开技术攻关，利用研发的激光熔覆系统为水斗、喷嘴等关键部件打造“铠甲”，通过开展大量试验，最终完成熔覆粉末选型及工艺开发；针对不同河流泥沙特性，依托高精度泥沙监测试验系统开展变流速、变浓度梯度试验，建立了相关一系列动态模型，使泥沙传感器的适用性显著提升，测量精度误差控制在±5%以内；融合实时泥沙数据、机组运行参数以及部件材料磨损模型，构建了寿命预估与智能预警系统，实现对水斗等部件剩余寿命的科学预测，实现机组检修策略从“定期维护”向“视情维修”的升级，成功构建了一套集“主动防护－实时监测－智能预警”于一体的综合性技术护航体系，为高水头、高泥沙电站长期可靠运行提供了有力支撑。

智慧运维，助力机组全周期智慧运维

由于500MW冲击式水轮机尚无应用案例，该院技术团队深入生产一线对冲击式水轮机组运行、检修维护及事故预防开展专题研究。针对大型冲击式水电机组低压侧流速分布不均、高精度温度测量难等技术难题，该院充分发挥校企共建的省级科技创新平台和工程实验室优势，深入开展力学效率测试技术研究，不断改进优化测试方法，最终形成了一套冲击式水轮机热力学效率测试技术，并将直接应用于扎拉水电站水轮机效率监测中。为了掌握多喷嘴协同控制和非线性控制的关键技术，该院在构建冲击式水轮机调节系统模型的过程中，创新性地提出了“改进型龙卷风算法”，有效规避了局部最优解陷阱，精准搜索到适配该冲击式水轮机系统特性的最优参数组合，为机组投运后调节控制系统优化指明了方向。截至目前，该院已在冲击式水电机组关键技术攻关中，获得专利授权19项，发表科技论文25篇，参编企业标准4项，科研创新成果丰硕，为扎拉水电机组全寿命周期运行奠定了坚实的基础。

未来，该院将聚焦高水头大容量冲击式水电机组关键技术攻关，全力推动世界首台500MW冲击式水电机组相关科技成果转化，为集团公司重大项目建设贡献更多智慧力量。