通过更换新型转轮来增容改造,预期性能和增容效果明确,是水轮机增容改造的首选方案。无新型转轮可替代时,对大型机组而言可以委托研发部门研发新型水力模型,而中小型机组受制于昂贵的研发成本只能选择放弃。近年来,CFD软件的应用日益普及,为预测水轮机性能提供了良好的数值模拟平台。青海省唯哇水电站丰水季节存在大量弃水现象,1#机组水轮机额定出力远小于其发电机额定出力,水能资源和机组条件提供了增容改造的必要性和可能性,本文根据其HL638-WJ-84水轮机增容改造的需求,提出了减少叶片数且切割叶片出水边来增加水轮机过流能力的改型方案,尝试了用CFD数值模拟分析方法来预估改型效果,以期达到用CFD技术比较准确地指导增容改造工作之目的。根据计算结果,在最优工况下,改造后转轮效率会降低1%,出力会增加139kW；在限制工况下,出力会提高362kW,说明改造后转轮出力比改造前会增加16.35%,可以达到很好的增容效果。据此方案增容改造,机组实际增容达23%。由于多种因素影响,水轮机最大出力CFD计算结果比实际改造结果偏小近7%,但这已表明用CFD模拟计算结果可以半定向指导中小型水轮机增容改造工作,当然也表明还需进一步研究提高模拟精度的方法。虽然无法得到水轮机全特性试验曲线,但对运行于唯一单位转速下的径流式水电站而言,已能够满足实际增容工作需求。本文分别选取了水轮机四个典型工况点(小流量工况、最优工况、限制工况和大流量工况),采用标准k-ε紊流模型以及SIMPLEC算法进行数值模拟。计算表明：限制工况下改造前叶片进水边背面靠近上冠和上环处均存在局部高压,叶片背面靠近出口处存在局部低压,改造后进口边背面局部高压消失但出口边背面局部低压面积有所增加,说明改造后叶片背面出口处的空化增强空蚀性能有所下降；改造后水轮机最优效率区向大流量区域偏移,改造后水轮机过流能力增大。