四、优化水力设计和结构设计，提高水力性能
　　
　　1.改进水轮机的水力设计
　　
　　在水轮机模型试验中，对转轮运行范围及尾水管肘管进行了深入的研究与分析，进行了水轮机模型的清水和浑水的能量与气蚀对比试验、清水流迹和浑水磨痕试验与修型以及流场压力分布测定，经过多次试验，不断改进转轮(包括叶片型线和叶片数量)及导水机构等过流部件的水力设计，并采用目前国际上最先进的CFD技术ComputerFieldynamic--计算机流体动力学计算，又称计算机流体仿真计算，对速度场和压力场进行了计算和优化，对各部件之间的流动干扰进行了分析，最大限度地减少水力损失和空化的发生，从而保证水轮机具有较高的水力性能，较好的气蚀性能和运行稳定性，使选用的转轮及其过流部件适应含沙水流条件，以达到机组水力设计在最优工况。
　　
　　2.优化过流部件的结构设计
　　
　　(1)适当减小转轮出口直径，下环采用零锥角或小锥角。1～4号水轮机转轮进水口直径6.0874ｍ，转轮出水口直径6.1042ｍ；5、6号水轮机转轮进水口直径5.848ｍ，转轮出水口直径5.996ｍ。采用这些结构设计减小了叶片的弯曲度，改进了转轮叶片出水边与下环的连接过渡，使水流顺畅，不产生加速突变、回流和旋涡，改善了水力性能，消除局部气蚀，减轻叶片出水边背面和下环内侧表面的磨蚀损坏，提高了设备本身的抗磨蚀能力。
　　
　　(2)提高水轮机导叶相对高度，并适当加大导叶分布圆直径。保证在一定出力条件下导水机构有足够的过水断面面积，降低导叶出口流速，改善导叶区的流态，减轻导水机构的磨蚀损坏。
　　
　　(3)增加座环、顶盖、底环的刚度，并适当减少导叶上下断面间隙的设计值和制造误差。顶盖和底环抗磨板采用可拆式结构，在导叶处于关闭状态的各间隙部位加装耐磨蚀的止水密封，减轻汛期水轮机停机状态下，导叶间隙射流所引起的磨蚀损坏。
　　
　　(4)提高水轮机过流部件的加工精度，提高翼型表面质量和内部质量，降低其表面粗糙度，也从一定程度上减轻了磨蚀的影响。
　　
　　3.采用易于检修维护的结构方案
　　
　　本电站各机组均在水轮机室设有可拆卸的吊环，能在不拆卸发电机的情况下，在水轮机室内整体起吊水轮机顶盖、活动导叶以及底环，并固定在发电机下机架上，从而可以方便地检查及修补水轮机的上下止漏环以及转轮叶片、下环等易磨损部位。
　　
　　五、采用优质的母材料和抗磨材料
　　
　　1.母材
　　
　　1～4号水轮机转轮为铸焊结构，母材为目前抗磨蚀性能较好的ZG0Cr16Ni5M0。导叶采用ＺＧ270－500整体铸造。5、6号水轮机转轮为整体铸焊结构，采用ZG0Cr13Ni4M0不锈钢材料，导叶采用ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢整体铸造。
　　
　　2.抗磨材料
　　
　　1号水轮机转轮由于制造工期等原因没有涂抗磨涂层。2、3号水轮机转轮及导叶的过流表面均涂以具有韧性的以聚氨酯为基底的加入TiNi高硬度微粒所组成的非金属材料耐磨涂层(俗称软涂层)；导叶立面堆焊抗磨蚀不锈钢，以堆焊层金属直接接触的方式来密封；导叶端面铺焊Ｇ817材料的不锈钢抗磨板。4号水轮机转轮采用环氧金刚砂抗磨涂层，并在其中4个叶片的环氧金刚砂涂层上，又涂了一层软涂层，以试验软涂层在环氧金刚砂上的黏结能力。5、6号水轮机转轮及叶片正压与负压侧、下环、转轮上冠与下环止漏环、导叶过流面、导叶上下断面、立面封水面和部分导叶轴颈等过流面和易磨损部位均喷涂碳化钨抗磨蚀层(硬涂层)；固定导叶与上下环板之间的根部在现场喷涂软涂层。从目前运行来看，环氧金刚砂抗磨涂层要优于其他两种涂层。
　　
　　六、避开机组振动区域运行
　　
　　根据水轮机特性，两制造厂家对机组运行给出了一定的条件，要求机组在相应水头允许出力的40%～100%范围内运行，这种工况能保证水轮机稳定运行，其中包括尾水管压力脉动、顶盖垂直振动、水导轴承的摆度以及噪声。在相应水头允许出力的40%以下运行，属于机组振动区域，机组振动剧烈，水轮机磨蚀加大，对机组各零部件造成较大的损害。针对这种情况本电站主要根据水库来水情况向山西、内蒙古两电网调度申请合理的负荷，使得网调分配的负荷尽量在机组振动区域之外；同时要求运行人员根据实际情况合理分配机组之间的负荷，尽量避开机组的振动区域运行或尽量减少在振动区域的运行时间，从而在一定程度上降低水轮机磨蚀的程度。
　　
　　采取以上抗磨蚀措施的主要目的是保证水轮机过流部件免遭严重危害，确保汛期正常发电，创造更大的效益。但是本电站机组投产时间较短，抗磨蚀措施的效果还需随着水库的运用和机组的运行实际逐步验证。