HL240型水轮机的超低水头运行试验

ＨＬ２４０型水轮机在非设计工况超高水头下运行稳定,但超低水头下运行工况国同并无先例。通过翔实的实测试验数据和实际运行经济技术分析,得出在超你水头工况下均等该型号转轮经济可行、技术指标允许的结论。这对使用该型号转轮的水电站,尤其北方常所缺水地区和使用时间较长的水电站有较大的借鉴作用。     

基于CATIA的贯流式水轮机过流部件的强度分析

贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式,随着水力资源向低水头、大容量方向发展,越来越多的人开始深入贯流式水轮机的研究,由于贯流式水轮机特有的结构功能特性及适应的水头段,近年来的发展比较迅速,随着容量的发展,其强度分析将是重要的研究问题,灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。运用CATIA软件和有限元分析方法对灯泡贯流式水轮机关键部件的强度及变形量进行分析计算,从而保证灯泡贯流式水轮机的安全可靠运行。     

水泵水轮机临界空化系数的数值预测

为了研究水泵水轮机空化系数对内部非定常流动的影响,采用SST k-ω模型对一模型水泵水轮机进行数值模拟,对机组在不同空化系数下的性能及内流场进行分析.结果表明,空化系数的大小可以改变水泵水轮机内部的流动状况,临界空化系数反映了水泵水轮机机组的能量特性.空化初生时,水泵水轮机的水头降低并且效率提高;随着空化的发展,机组水头显著增大,效率却快速减小;水泵水轮机的空化主要发生在叶片出口边吸力面靠近下环处;空化系数的改变对转轮内部流动稳定性的影响不明显.水泵水轮机的水头在空化系数较大时基本保持不变;当空化系数为0.075~0.150时,水头随空化系数的减小而略有减小;当空化系数小于0.075时,水头随空化系数的减小而增大.     

溪洛渡水电站巨型混流式水轮机水力开发

针对溪洛渡水电站机组具有水头高、变幅大和单机容量为770 MW的巨型混流式水轮机水力开发的特殊问题展开研究.从水力稳定性控制的角度,讨论了水轮机水力开发条件,论证了额定转速、单位流量、单位转速、设计水头等4项关键水力参数和导叶相对高度、进出口转轮直径之比等2项关键几何参数的选择原则与匹配关系.并通过研究对比不同水力初设方案,分析不同设计参数可能引发的水力稳定性问题,结果表明:在巨型混流式机组的设计过程中应该选择较低的水力参数进行设计.研究结果显示,通过提高设计水头的水力优化措施既使得转轮叶片进水边背面初生空化远离了水轮机的运行范围,又改善了水轮机高水头部分负荷运行区转轮内的流道旋涡特性.最后根据模型验收试验证明了所采用的水力设计方法具有实际工程应用价值.     

座环对微型混流式水轮机水力效率的影响

为了使冷却塔节能,使用水轮机代替电机驱动塔内风机,节约电机所需电能。水轮机串联于冷却塔循环水系统中,利用循环水余压工作,水头和流量受限于循环水系统,主轴与风机主轴直联,因此功率小、水头低,属于微型超低比转速混流式水轮机。水轮机的引水部件水力损失大,是水轮机水力损失的主要部分,针对等厚度固定导叶、翼型固定导叶和无固定导叶3种座环进行研究。研究表明：①无固定导叶座环的水轮机水力效率比等厚度固定导叶座环高出10%,利用水头降低了2m,可改进蜗壳设计提高水轮机的利用水头。②翼型固定导叶座环的水力效率比等厚固定导叶座环高出3%,其利用水头相似。     

孤网模式下水电机组变工况稳定性分析

水电机组作为可持续能源发电的重要组成部分,其运行稳定性长期受到关注和重视。在实际运行过程中,机组可能运行在孤网模式,此时电网稳定性将严重依赖于机组的运行和调节方式。基于水电机组状态空间方程,研究了孤网模式下水电机组的控制参数稳定域,揭示出运行工况对机组稳定性的影响机制。首先,根据机组各部分的微分方程推导水轮机调节系统的状态空间方程,并基于模型综合特性曲线建立水轮机神经网络模型。其次,利用神经网络求导法计算某一水头时水轮机在各导叶开度下的传递系数并将其代入状态空间方程,得到系统特征值与控制参数的关系。最后根据临界稳定条件确定各工况的控制参数稳定域及其变化律,并通过仿真进行了分析和验证。     

矶头水电站水轮机改型的探讨

针对矶头水电站出力不足的主要原因──电站工作水头达不到水轮机设计水头和水轮机效率低，提出了只用新型转轮更换原有转轮，从而提高效率、流量和出力的技术改造措施，并就采用ＨＬＤ７５新型转轮的技术改造方案进行了探讨。     

中小型水电站水轮机选型与优化的探讨

为了研究影响中小型水电站水轮机优化选型的主要因素，根据中小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间相互关系，论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时，其技术经济参数选择和优化的方法、途径，并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨。     

矶头水电站水轮机改型的探讨

针对矶头水电站出力不足的主要原因－－电站工作水头达不到水轮机设计水头和水轮机效率低，提出了只用新型转轮更换原有转轮，从而提高效率、流量和出力的技术改造措施，并就采用ＨＬＤ７５新型转轮的技术改造方案进行了探讨。     

适宜山区小水电发展的水轮机

湖北山区的大别山、巴东、保康、南漳等高山地区、水力资源比较丰富 ,水头大都在 5 0ｍ以上 ,最高可达到 5 0 0ｍ到 10 0 0ｍ ,是发展小水电的理想地点。过去 ,由于山区文化及经济发展相对落后 ,小水电没有得到发展 ,散住在高山狭谷的村庄及零星村民 ,一直未能用上电 ,也无法进行农产品的加工 ,是扶贫的主要对象。1　发展小水电使用的水力机械(1)不同水头使用的水力机械。水轮机按使用水头高低大致可分为冲击式水轮机 ,混流式水轮机、轴流式水轮机、贯流式水轮机几个类型。因此山区开发水力资源最适合使用的是冲击式水轮机 ,小型冲击式水轮…     

异常低水头对水泵水轮机压力脉动的影响

为研究水泵水轮机在异常低水头时的压力脉动特性,采用Realizable k-ε湍流模型对水泵水轮机运行于低水头的4个工况点进行了非定常数值计算,得到了蜗壳进口、导叶后转轮前、尾水管的锥管上游和肘管内侧4个监测点的压力信号,并与试验结果进行对比.重点考察了导叶开度37 mm、单位流量0.865 m³/s工况点的压力脉动时域和频域特征.研究结果表明:在异常低水头下,Realizable k-ε湍流模型能够精确地模拟大开度时水泵水轮机的压力脉动;蜗壳入口的压力脉动比较紊乱,在机组刚开启阶段脉动值较大,蜗壳进口压力脉动主频为转频19.78 Hz,说明在此工况下水泵水轮机蜗壳进口的压力脉动受到下游转轮转动的影响;导叶与转轮之间无叶区的压力脉动受到转轮与活动导叶之间的动静干涉作用,呈周期性变化且其主频为叶片通过频率;由于尾水管内部流动及涡带的作用,尾水管内的压力脉动为低频脉动,其主频约为0.35倍转频.     

潜没式水轮发电机组

低水头水能资源,特别是仅2～5m 的低水头水能资源,包括潮汐水能资源在内,量多面广,全国待开发的有几千万千瓦。低水头水轮机的过流量大,尺寸亦大,而相对容量却小。低水头水轮机转速低,使配套的发电机笨重,从而起重设备也大。有的电站由于洪水位很高,要求主轴长达14～15m。潮汐电站的水轮机受海水的腐蚀,海生物的粘附,其工作水头也是大起大落。更增添了技术的     

水轮机运转特性曲线的改制与应用

水轮机运转特性曲线是表示水轮机水头、流量、出力和效率之间相互关系的曲线.在水电站设计中,是选择水轮机及分析最优工作位置的依据;在运行管理中,是供运行人员随时掌握各种运行工况,水轮机各有关参数,作为电网调度和机组负荷分配的依据.它对水电站如何合理放水、提高机组效率和减少单位电能耗水量起着指导作用.因此,掌握运用水轮机运转特性曲线,对水库合理调度,提高水电站经济效益有其重要意义.     

水轮机汽蚀分析及改进措施

1汽蚀状况璧山县周家洞水电站位于璧南河下游右岸,集雨面积349km2,总库容820km2,属引水式水电站,装机容量为2×100kW,总投资25.7万元。设计水头7.5m,单机引用流量1.84m3/s,水轮机型号为ZD760-LM-60,?=15°,转速n=750r/min;发电机型号为TS11-8P-100,转速n=750r/min,机组直联运行。该站于1989年5月正式并网发电,运行时的最低水头7.5m,最高水头9.5m,单机最大出力85kW,每年运行时间约为6000h。该站投产后,1号水轮机每年更换1个转轮,2号水轮机每2年更换1个转轮。到2000年底,2号水轮机座环内壁均被严重汽蚀,个别地方已穿孔,最大孔洞直径达5.3c…     

计及调压井动态的水轮机微分代数模型

为了消除调压井独立变量,减少未知量个数,将调压井动态归并到管道末端的水力动态.首先将调压井动态方程转化为传递函数形式,利用连续性方程和管道传递函数,将调压井动态归并到压力管道末端水头的动态传递函数,建立包含调压井动态的水轮机进口水头-流量传递函数,进而将该传递函数转化为微分方程模型,与水轮机出力代数方程一起构成了计及调压井动态的水轮机微分代数模型.所建立的模型中,调压井动态不再是附加输入或独立变量,减少了方程的变量和程序的运算量.构建了包括典型PID调速器、励磁PI控制器、三阶发电机模型和所建立的水轮机模型的模拟运行系统.仿真表明,建立的模型水轮机水头和发电机有功计算值与传统方式建立的模型计算结果基本一致,所提出的模型能够满足研究水轮机暂态特性的需要.     

水电站检修经验

经验之一提高 CT-40调速器“自动”运行稳定性的简单办法洞口县田凼坝电站已安装4×650千瓦水轮发电机组。水轮机是 ZD760-LH-200型,发电机是 TS284/19-32,设计水头4.5米,流量17.4米~3/秒。1984年4月21日开始试运行,调速器“自动”运行时,与缓冲时间常数为“零”的情况一样,极不稳定;即使是调速器“手动”运行,永磁发电机的周波也不稳定,在某一个数值上。周波表指针在±0.5个周波的范围内摆动。就是说,低水头水电站由于尾水管的压力脉动引起机组的转速变化。检查转轮下真空压力表时,尾水真空一直在0～200毫米水银柱范围内变化。由于条件限制,未测尾水真空与机组转速有什么内在关系。     

低水头贯流式水轮机运行特性数值仿真

通过建立非稳态过程的三维湍流数值模拟方法,设定进口压力呈周期性变化,且在转轮转速处于变化和不变的情况下,对某种新型无调速机构的低水头贯流式水轮机的运行特性进行了数值模拟.数值计算结果表明:在转轮转速随进口压力变化,且进口压力呈振幅为14%的正弦变化时,转速增大和减小的幅度分别为0.76%,0.21%,且其变化趋势滞后进口压力变化1/4周期;而流量的变化在极值处分别增大8%和2.5%;受进口压力变化的影响,转速变化时水轮机效率的下降幅度10.76%大于上升幅度4%.结果同时揭示了在2种情况下,水轮机力矩、流量、功率以及效率随时间的变化规律,并分析了在进口压力变化过程中,机组转轮区子午截面、转轮叶片压力场的瞬变过程,可为电站后期电气控制设备的选型提供参考依据.     

浅谈农村水电站反击式水轮机低负荷运行

农村水电站多为径流式小型水电站,所采用的水轮机多为小型反击式水轮机。按规程要求,是不允许反击式水轮机在低于其额定出力的50%工况下运行的。但对农村水电站的小型反击式水轮机而言,笔者认为有商讨的必要。1汽蚀对反击式水轮机的危害众所周知,水轮机是水电站中将水能转换成机械能带动发电机工作的惟一设备,其重要性也就可想而知了。而水轮机运行的优劣及其使用寿命的长短,则与“汽蚀”有着极为密切的关系。汽蚀不仅会影响水轮机的运行效率和出力,而且还会产生强烈的振动和噪声,剥落水轮机某些过水部位的表面金属,使之形成蜂窝麻面状,进而…     

美国利用灌溉水发电

灌溉水是水力发电的一种潜在能源,但是迄今为止,仍然未被大量利用。目前,美国许多灌区都在灌渠内安装了水轮机,以便在灌溉季节或供水季节内发电。设计这种水轮机的主要难题是,灌溉供水提供的只是低水头     

YT调速器的运行现状及其改造

通过对YT型调速器运行现状的分析，指出了其运行过程中存在的主要问题。计算机技术和新型液压随动系统在水轮机调速器上的应用，提高了水轮机的调节性能、简化了调速器结构。对原有YT型调速器实施微机化改造，使水轮机调速器的运行、管理水平得到了极大改善。