对于已投运多年的水电站，机组在运行过程中普遍暴露出效率低、水力稳定性差的问题。主要原因是设计之初的自然环境发生了很大变化，设计理念不成熟，生产制造技术的准确性跟不上，再加上运行过程中的必要损失，机组存在诸多隐患，严重威胁设备的安全稳定运行。对于旧电站，现阶段主要通过技术改造、更换水轮机和导水机构或切割叶片出口边缘来提高水轮机的水力性能。传统的转轮变换方法是在剖面谱中选择输出功率较大的转轮，以匹配原始流道，从而提高机组的输出功率。然而，近年来，数值模拟技术脉被广泛应用于水力机械的优化设计中，为水轮机的扩能改造提供了新的思路和方向。通过对国内某水电站hl160-wj-84混流式水轮机水力参数的讨论和设计理念的研究，最终决定采用负倾角叶片设计理念来设计转轮叶片，而不是采用传统的二维设计方法来设计叶片。转轮采用重新设计流道、将叶片数量减少到15个并加载新叶片的改造方案。