灯泡贯流式机组水电站流道结构研究及应用

根据国内外灯泡贯流式水电站的发展概况,采用理论分析、结构计算及数值模拟的方法对灯泡贯流式电站进行分析计算,通过仿真计算得出流道各段断面抗拉、抗压强度值,管型座周边产生了局部应力集中现象,即使采用常规配筋也很难满足要求;通过分析还发现流道底板内力的大小与地基参数有很大的关系,地基参数越低,底板内产生的拉应力越大;对于工程底板的计算结果发现地板厚度有较大富裕,为此提出的流道底板设计优化方法可有效减小底板的厚度和配筋量,节约工程投资。该方法对灯泡贯流式机组流道结构设计产生深远影响。     

某电站灯泡贯流式机组压力脉动特性研究

某电站灯泡贯流式水轮机组振动问题较为严重,尤其是转轮室裂纹问题,需明确引起机组水力振动的主要原因,为电站优化运行提供理论依据。运用模型试验、真机试验、CFD数值模拟三种试验方法,研究该机组的水压力脉动特性和造成机组水力振动的最主要因素。研究结果表明压力脉动的第一主频为4X(叶片数×转频),且振动幅值随着桨叶开度的增加而增大。最终得出结论:动静干涉是引起机组压力脉动的最主要原因,狭缝射流引起的疲劳破坏是转轮室裂纹的主要诱因。     

灯泡贯流式机组厂房关键施工技术浅析

灯泡贯流式水轮发电机在25～5m水头区间转化水能效率明显优于轴流式机组,在下部结构上,贯流式厂房较立式机组厂房更简单一些,施工也相应较简单。但相对于立式机组厂房在设备、结构上的差异及施工期水流控制特点的不同,其施工具有自身的特点。在广泛收集贯流式机组研究现状的基础上,通过对贯流式机组厂房施工组织和技术措施的研究,归纳并总结出灯泡贯流式机组厂房施工的关键线路及控制性施工进度计划要点,特别是对主机段施工项目划分及各项目完成时间得出归纳性总结。     

灯泡贯流式水轮机流道尺寸计算软件设计

针对灯泡贯流式水轮机流道尺寸的计算进行软件开发与设计,实现自动生成流道尺寸图和厂房剖面图的功能。利用C#编程语言和.NET平台技术对其进行编程,包括水轮机的初步选型、灯泡比、导叶高度、进口管宽度、机组间距、转轮室喉管直径、尾水管进口直径、尾水管长度、当量锥角的计算等;利用线性拟合方法对尾水管进口直径的计算进行了整合推导;利用GDI+绘图技术结合AutoCAD二次开发实现绘图功能和CAD图纸的导出。实例验证软件较好地实现了灯泡贯流式水轮机流道尺寸的准确计算,并生成了完整的流道尺寸CAD图和厂房剖面CAD图,对贯流式水轮机的设计工作具有一定的指导意义。     

灯泡贯流式机组调速器的特殊控制

灯泡贯流式机组与轴流转桨式机组在运用工况上有众多的不同，其要求的水位控制、涌浪控制、非协联工况的泄流控制等功能对于轴流转桨式机组不涉及的。针对这些特点从水轮机调速器的角度对适应于灯泡贯流式机组的特殊运行工况控制策略进行研究。     

灯泡贯流式水电机组轴系不平衡响应分析

为能够揭示灯泡贯流式水电机组轴系的不平衡响应特性,以某型号灯泡贯流式水电机组为研究对象,基于Riccati传递矩阵法,建立其轴系动力学分析模型,首先通过求解轴系的临界转速,验证了推力轴承在轴系临界转速计算中的不可忽略性。在考虑推力轴承作用的模型基础上,重点研究了轴系重要部位存在不平衡质量时对整个轴系振动的影响情况。结果表明:在同等情况下,转轮处存在不平衡质量时,整个轴系的响应值最大;可通过求解不同转速下结点的不平衡响应来得到轴系的临界转速,且在轴系临界转速附近,轴系位移响应值会急剧增大;在同一转速下,位移响应值与不平衡量成正比。分析结果可为灯泡贯流式水电机组轴系的设计和动平衡试验提供理论参考依据。     

小型灯泡贯流式机组安装的点滴体会

在我县的高、中水头水力资源已接近全部开发的情况下,继续发展小水电的唯一出路是开发贯穿我县的渠江低水头水力资源。南阳滩电站在渠江上游,集雨面积31729平方公里,多年平均流量539米~3/秒,设计水头6.8米。经省水利水电勘测设计院多方案比较,最后确定选用重庆水轮机厂设计制造的GZ103—WP—275型灯泡贯流式机组,单机容量2800千瓦。通过1号机组的安装试运行,我们有以下点滴体会: 1.机组安装顺序可概括为:首先安装     

故障受油器影响下灯泡贯流式机组非线性振动特性

针对故障受油器引发的灯泡贯流式机组事故,为提高机组运行的安全性和稳定性,基于构建复合偏心影响下不平衡磁拉力模型,建立多振源激励下含故障受油器灯泡贯流式机组轴系模型及其运动微分方程.应用数值计算方法分析有无故障受油器系统动态特性的差异,对系统在励磁电流、气隙静偏心以及动偏心变化过程中的非线性振动特性进行研究.结果表明：故障受油器的存在虽加大了转子非稳态运动范围并激发转子不利振动形式,但其对抑制系统振幅、削弱谐波成分表现出一定的积极作用,使机组受迫振动程度得以减缓;相比于数值固定的静偏心,随机组转动而不断变化的动偏心可使系统产生拟周期、周期二等丰富的动态响应形式,并进一步缩减了系统整体稳定运行范围,需引起足够重视.研究结果可为灯泡贯流式机组安全运行及稳定性分析提供一定借鉴.     

飞来峡灯泡贯流式机组一次调频试验与分析

介绍了一次调频基本原理和技术要求,结合飞来峡水利枢纽大型灯泡贯流式机组一次调频功能完善,通过对调速器参数优化、调整以及机组并网运行实测,调频性能达到电网技术要求,进行了试验分析与评价,并提出机组运行相应意见,以资相关水电站同行试验、运行参考.     

灯泡贯流式水轮机尾水管流动特性分析

采用基于气泡动力学的两相流方程,对灯泡贯流式水轮机进行全流场的非定常湍流数值模拟,计算了在大流量工况下水轮机内部发生空化时的能量特性和尾水管内涡带的演变特点。计算结果表明:当水轮机在大流量下运行时,尾水管会出现"柱状"空腔涡带,随着时间的变化,空化涡带体积发生大幅度增加,在涡带尾部有"环形水跃"现象出现,此时在尾水管内壁处压力脉动也随之增大;在不同的空化系数下,压力脉动从转轮出口处开始增加,由于空泡的体积波动主要发生在尾水管内,因而压力脉动振幅在尾水管内达到最大,压力脉动会沿着尾水管向下游传播,逐渐减小;尾水管内压力脉动以低频为主,涡带主频为转频,其余频率由涡带公转产生的以2~5倍主频的次频。     

基于正交设计的灯泡贯流式机组关闭规律优化

建立以转速升高、导叶前水压力以及轴向水推力组成的过渡过程目标函数,选取了相应的权重系数.采用适于多因素、多水平的正交设计计算法进行机组关闭规律寻优.给定导叶第一段关闭时间,以第二段关闭时间、分段点开度和桨叶关闭时间为因子,每个因子取4水平进行正交设计计算.研究表明:最佳导叶、桨叶关闭规律下,转速升高、导叶前水压力、轴向水推力以及尾水管进口压力等过渡过程品质较优化前有明显的改善.桨叶缓慢关闭能减小引水管中水击压力以及尾水管进口的真空度,可显著降低机组转速升高及轴向反推力.通过正交设计计算法可以寻求较佳的关闭规律,使灯泡贯流式机组在甩负荷时获得较好的过渡过程,对保障电站安全稳定运行具有指导意义.     

大型灯泡贯流式泵站振动研究概述

机组和泵房的振动是泵站运行中最为常见的问题,直接影响泵站的安全可靠运行。对大型灯泡贯流式泵站振动研究现状和抗振安全评价计算分析方法作了详细的介绍,对研究机组振动诱发泵房振动的共振校核法、拟静力法、谐响应求解法和瞬态动力时程法等进行了阐述,并对这几种方法进行了分析比较,就其存在的问题作了总结概述。     

灯泡贯流式机组转轮与主轴连接螺栓断裂原因分析及对策

灯泡贯流式水轮发电机组是低水头水力资源开发利用较好的一种形式,它具有效率高、尺寸小、结构简单、施工方便、库区淹没少等优点,在低水头段具有很好的优势,该机型在国内外得到广泛的应用。随着贯流式机组使用的增多,也逐渐暴露出一些问题与缺陷。以某水电站贯流式机组在运行中发生了转轮与主轴连接螺栓断裂,导致水淹厂房,造成不必要的损失为事实,为防止事故的再发生,结合对该事件原因的综合分析,并采取了一系列的防范措施,值得类似机组管理人员借鉴。     

参数自整定Fuzzy-PI复合控制技术在灯泡贯流式机组中的应用

为了解决常规PID调速器很难使灯炮贯流式机组具有满意的动态特性这个问题，在分析模糊（Fuzzy）控制技术和PI控制技术特点的基础上，将两者结合起来，形成参数自整定Fuzzy-PI复合控制技术，获得了良好的控制效果。在介绍了参数自整定Fuzzy-PI调节器原理的基础上，通过两者频率扰动响应曲线对比，看出参数自整定Fuzzy-PI复合控制技术比常规PID控制技术具有更好的动态特性。     

灯泡贯流式水轮发电机定子三维温度场的研究

建立了发电机定子三维温度场计算的数学模型，以水轮发电机的半齿、半槽为计算区域，用有限元方法对5500kW／6471kVA灯泡贯流式发电机定子的温度场进行了求解，得到了发电机定子的温度场、各部件温度最高点及分布。通过求解定子机座和定子轭部的体平均温度，为机组的设计提供参考。     

锥齿轮传动贯流式水泵机组设计研究

根据淮河入海水道近期工程穿堤泵站扬程变幅大、低扬程工况运行时间相对较长的特点，设计中对水泵机组的结构选型进行了研究，在国内首先研制开发出新型圆锥齿轮传动贯流式水泵机组，并成功应用于工程实践，填补了国内空白。该机组结构简单、安装维护方便、运行效率高，值得推广应用。     

贯流式机组在南水北调工程中的应用研究

根据南水北调工程中许多泵站扬程特低的特点，分析了不同结构型式的贯流式机组结构型式、水力性能和技术经济指标，指出在特低扬程的泵站可以采用轴伸贯流式、竖井贯流式和灯泡贯流式等多种结构型式，其关键在于必须解决水导轴承的材料和润滑方式以及齿轮箱的使用寿命和噪音等问题。     

堆石坝分期施工混凝土面板应力状态的分析

采用非线性有限元法，模拟天生桥一级混凝土面板堆石坝的施工过程，对堆石坝体和混凝土面板分期施工时混凝土面板的应力状态进行了初步研究，可供工程设计参考。     

大型双向X型流道泵站机组减振技术研究

安徽省凤凰颈排灌站是一座大型双向X型流道泵站，文中简述了凤凰颈泵站机组运行中出现的故障，即机组振动问题；分析了故障产生的主要原因，是由出水流道水流脉动压强差引发了泵轴振摆，导致机组振动；本研究采用隔开振动源的措施消除了故障，通过运行实践证明，隔开振动源的方法简单、合理、可行，达到了使机组运行平稳的预期效果，并取得了显著的经济和社会效益。     

双向流道立轴潜水泵系统流动特性研究

为探索将潜水电泵和双向流道泵装置结合在一起的双向流道潜水电泵系统,通过CFX软件对该系统进行全流道数值模拟,获得了系统内的流动特性,并预测了泵装置的水力性能。对进水流道内加设不同导流措施的水流特性进行了分析,结果表明,加设椭圆线导流锥的进水流道出口流速分布均匀度效果最好,能够防止有害旋涡,保证水泵运行的进水条件。应用特别设计的、单边18°的大扩散角出水室,有效地抑制了脱流和水力损失,确保水泵系统整体效率水平。在高精度水力机械试验台进行了模型试验。试验结果表明,泵装置扬程为3.11 m,流量为256 L/s,泵装置效率达到71.9%,正、反向分别高于可逆式双向潜水泵装置7和13个百分点。说明双向流道配立轴潜水泵装置具有良好的工程应用价值。模型试验结果和性能预测结果在高效区范围内吻合,数值计算得到较好的验证。