农村水电站增效扩容改造机组选型探讨

我国大批上世纪建成的农村中小型水电站进入更新改造时期,农村水电站增效扩容改造兼具经济、生态、社会等多方面效益。由于改造受各种技术条件限制,电站改造机组选型较为特殊,也相对复杂。从装机容量、机组尺寸、综合效率、应用前景等方面进行电站机组选型分析,挖掘机组增效扩容潜能,综合考虑多方面因素确定合理改造方案,为农村小水电站冲击式水轮机选型提供参考,对同类电站改造具有借鉴意义。     

水电站微型水轮机的类型、结构与选择

一、微型水轮机的类型 水轮机的规格品种很多,按结构、原理不同可分为反击式与冲击式两大类。反击式是利用水流流经转轮时对转轮叶片产生的反作用力推动水轮机旋转;冲击式是靠高压喷射水流的冲击力使转轮转动。冲击式水轮机又有水斗式、斜击式与双击式三种结构,适用水头从数米到一二十米,流量从每小时几立方米到每小时几百立方米的水电站,特别适用于山区小溪流高水头水电站。反击式水轮机可分轴流式、混流式及贯流式三种型式,主要适合于水头较低,流量较大的水电站。     

周宁水电站水轮机参数优化设计

对穆阳溪周宁水电站各设计阶段的高水头混流式轮机选型进行了较为系统的分析比较。并提出了以安全、可靠、稳定为周宁水电站水轮机选型设计的基本原则。同时，介绍了周宁水电站最终选取的水轮机转轮“X”型长、短叶片在效率、气蚀、稳定等方面的突出优点。     

高水头引水式水电站机组之间水力干扰的研究

为了解决高水头引水式水电站机组之间水力干扰问题，建立用MATLAB软件仿真水轮机调节系统的数学模型，分析了K值大小，机组运行工况，调压井参数，管道参数对机组间水力干扰的影响，并提出了改善机组水力干扰的措施。     

甘溪水电站水轮机技术改造方案研究

简要地介绍了甘溪水电站的基本情况，提出了水轮机技术改造的基本思路及具体方案，详细分析对比了水轮机改造前后机组参数的变化情况，阐明了改造后的转桨式水轮机的结构特点。     

多喷嘴冲击式水轮机内部流动研究

为了提高冲击式水轮机的出力与比转数,在设计时往往采取增加喷嘴数,但喷嘴数的增加会引起转轮内部流动的相互干涉,降低机组效率.本文采用CFD技术对六喷嘴冲击式水轮机转轮内部流动进行数值模拟,通过水斗数与喷嘴数之间的相互流动计算结果,优化出六喷嘴冲击式水轮机在转轮斗叶数为21个时,正好与喷嘴数相匹配,得到单个水斗接受射流全过程的速度、压力分布以及水流迹线,多个喷嘴同时作用时转轮内部流动的干涉情况.     

轴流转桨式水轮机协联关闭规律选择及优化分析

合理的水轮机关闭规律对控制水电站水力过渡过程调保参数非常关键,由于桨叶-导叶双调节的存在,轴流转桨式水轮机的关闭规律的选择和优化较为复杂.基于对轴流转桨式机组协联飞逸曲线的特性分析,提出了一种新型导叶桨叶协联关闭规律:机组发生甩负荷时,导叶一段直线或折线关闭,桨叶一段直线开启,结合数值仿真计算分析,验证了该关闭规律能够...     

玛河一级水电站水轮机选型

针对新疆石河子玛纳斯河一级水电站泥沙对水轮机的磨蚀相当严重的情况，介绍了该电站水轮机选型过程中抗磨蚀采用的几种方法，在选题设计中除按基本原则选机组参数外，还应考虑降低泥沙磨蚀的途径，即在选型时适当考虑降低机组转速以减少泥沙磨损。     

小型冲击式水轮机甩负荷保护装置

一、设想山区小型水电站多为高水头小流量的径流式电站,故冲击式(特别是斜击式)水轮机的应用就极为普遍。农村小型水电站(单机500千瓦以下)的继电保护设置都较简单,且多采用手动调速,因此,一旦发生甩负荷跳闸,往住使运行人员手忙脚乱地关闭针阀和启动折向器。由于针阀操作手轮及折向器操作杆并不在一起,再加上运行人员的业务素质、运行经验及工     

冲击式水轮机斗叶根部型线优化设计

应用UG软件完成转轮斗叶模型建立,采用CFD技术对多喷嘴冲击式水轮机内部流动进行数值模拟,并结合ANSYS软件对斗叶应力的分析结果,完成转轮斗叶及根部型线的优化,成功地解决了喷嘴数增加后,射流之间、转轮内部流动之间的流动干涉问题,保证了冲击式水轮机转轮的强度和水力性能,使设计的机组运行更加稳定,效率提高。     

卷盘式喷灌机用斜击式和切击式水涡轮外特性试验与对比分析

【目的】了解斜击式和切击式卷盘式喷灌机水涡轮的外特性。【方法】构建了水涡轮外特性试验装置,测试了一定转速下2种型式水涡轮的流量、进出口水压力、扭矩、转速等外特性数据,获得了2种型式水涡轮流量-水头、流量-轴功率和流量-效率特性曲线以及一定水头下2种型式水涡轮的转速特性,即转速-效率、转速-功率曲线。【结果】斜击式水涡轮的最优运行转速在300 r/min左右,最高效率仅为13.8%,而切击式水涡轮的最优运行转速在600 r/min左右,效率为33.7%。在2种型式水涡轮效率最高时,切击式水涡轮的轴功率增加了34.3%,运行流量减少了约29.7%,效率提高了19.9%。【结论】切击式水涡轮总体性能高于斜击式水涡轮。     

谟武水电站灯泡贯流机组现地控制单元设计

灯泡贯流机组具有技术参数高，运行性能优越，可靠性高，并能节省土建投资等诸多优点，已在低水头电站广泛使用。目前，国产灯泡贯流机组现地控制单元采用计算机的极少，作者介绍福建省顺昌县谟武电站灯泡贯流机组现地控制单元的设计，并对有关问题进行探讨，供国内同类型电站设计时参考。     

基于模拟退火算法的水轮机导叶分段关闭规律优化

为了解决水电站过渡过程中输水系统水锤压力和机组转速上升难以协调控制的问题,保证电站安全运行,建立了一种水轮机导叶关闭规律非线性优化模型,该优化模型可以调整各控制参数的重要程度并应用于多工况优化.基于水力瞬变计算的特征线法,应用模拟退火算法对该优化模型进行计算,寻找满足调节保证计算要求的较优关闭规律.结合工程实例,针对蜗壳末端最大压力和机组转速最大上升率2种控制工况,比较导叶一段直线关闭和二段折线关闭的数值计算结果,并应用模拟退火算法对折线关闭规律进行优化.使用优化后的关闭规律进行过渡过程计算,蜗壳末端最大压力、机组最大转速上升率和尾水管进口最小压力均满足调保计算要求,且安全裕量较大.结果表明,模拟退火算法可以快速优化导叶关闭规律,且算法稳定性较好,安全裕量分配合理,为类似工程的导叶关闭规律优化提供了新方法.     

卡伦Ⅲ水电站2号机组效率试验研究

效率试验是评估水轮机性能的一个重要方面。电站的经济运行就是基于水轮机的效率特性。近些年来,许多电站进行了原型水轮机组的效率试验。文章阐述了水轮发电机组现场效率测试的常用方法。并以卡伦Ⅲ水电站2#机组为例介绍了超声波效率试验的内容, 包括测量方法和仪器,试验步骤,试验的不确定度和试验结果分析。总结了采用超声波法进行水轮机效率测试的经验, 为今后开展水轮发电机组的效率测试工作提供了有益的借鉴。     

中小水电站增效扩容改造的主要问题及解决方案

我国早期建设的农村中小型水电站,很多存在着技术水平落后、设备设施老化严重、发电效能逐年降低等问题,不仅造成了水能资源的极大浪费,还存在着很多安全隐患。本文通过总结中国水科院近二十年来完成的水电站增效扩容改造项目,将中小型水电站的改造工作按照具体问题进行了分类研究,分析了不同改造类型中存在的问题并给出相应的解决方案。改造实例表明,通过对水轮机的合理技术改造,可以有效改进水轮机的运行,达到提高效率、增加出力、减少或消除空蚀、减轻泥沙磨损以及提高运行稳定性等目的,具有显著的经济效益和社会效益。     

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。     

混流式水轮机叶片进出水边外延方法

在混流式水轮机叶片改型中，为了改变转轮的单位转速、单位流量及出口环量，经常需要延长叶片进出水边。根据延长叶片进出水边的基本原理和混流式水轮机的特点，研究出了一种实用的外延方法，该方法对圆头叶片外延同样实用。同时，对改型后的误差进行了分析。岩滩电站的改型试验取得了预期的效果。     

农村小水电站机组增容改造的方法

我国在20世纪70年代兴建的小水电站已运行了几十年，随着新技术与新材料的应用，对老电站进行增容改造，提高电站的调峰能力是提高电站和县电网经济效益的关键措施之一。介绍了机组增容改造的方法和实际应用中应注意的问题。     

工业循环冷却水余能利用及其关键技术

基于工业循环冷却水系统构成方式的研究,归纳出了3种典型的循环水系统:冷热水串联系统、冷热水独立系统和循环水回水开敞式系统.通过对循环冷却水系统中剩余能量的分析发现:无论构成方式如何,其系统余能一般在5~30 m左右,少数可达到50 m左右,都属中低水头余能系统.根据循环冷却水余能特点,提出了3种典型的余能利用方式:水轮-风机组余能利用方式、小型或微型水轮发电装置向外送电的余能利用方式和透平泵余能利用方式.针对3种余能利用方式,指出了各自的关键技术或存在的问题:水轮-风机组的关键是超低比转数水轮机的设计,但其成本较高、效率较低、机型单一,现缺乏对超低比转数水轮机内部流场的研究;余能发电的关键在于水轮机的选型及其循环水的保护和发电机逆功率保护;透平泵的关键是水轮机或者反转水泵的设计,并且水泵反转作水力透平在工作过程、设计理论与方法、流道型式等方面与水轮机存在很大差异.因此,透平泵中透平部分是选反转水泵、水轮机,还是水泵水轮机,应经过经济技术比较才能确定.