木制法兰西斯水轮机

水轮机是水电站主要设备之一,现有的农村水轮机设备,以旋浆式和两击式应用较广,但其应用范围各有条件的局限性。比如,旋浆式水轮机适用于大流量低水头的条件;两击式水轮机适用于小流量高水头的条件,对于高水头大流量的水电站就不适用了。虽然法兰西水轮机适合于高水头大流量的条件,但由于制造困难,还不能满足农村水电事业的需要。因此,迫切需要寻找简化的法兰西斯水轮机。法兰西斯水轮机是一种应用最广的反击式水轮机。此种水轮机的轮叶比较复杂,是在两个平面内呈弯曲状的,水流自水轮外围沿幅线方向进入转轮,流经各轮叶之间的叶道时经90度的转弯,然后沿轮轴方向流入尾水管。木制法兰西斯水轮机,是根据法兰西斯水轮机原     

一级多轮旋浆式水轮机

木制旋浆式水轮机制作简单,适用于水头1—6米,流量是0.2—5.0秒立米的农村小型水电站,但是水轮机的比速不大时,如果通过水轮机的流量降至设计流量的30%时,水轮机就不能运转了,而在极限的比速情况下(n=800—1,000),当流量为设计流量的45%时,水轮机的效能也降低至零。因此迫切需要改进。克服旋浆式水轮机上述缺点的办法一般是在水电站内安装很多台水轮机,以便水大时多开几台机器,水小时少开几台机器,缩小一台水轮机负荷变化的极     

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…     

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。     

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。     

超大容量水斗式水轮机水力特性数值模拟分析

为满足超高水头、超大容量水电站建设需求,提出了一种额定水头1 000 m,单机容量接近800 MW的三转轮立轴串联水斗式水轮机方案。阐明了这种通过增多转轮来增大容量的设计理念和结构组成,给出了方案的理论设计参数,并应用CFD模拟预测了其水力特性、分析和优化转轮及转轮室流态。研究表明：三转轮水斗式水轮机的额定工况效率可达87%,工作特性曲线变化平稳。转轮室溅水干扰是影响效率的主要因素。通过优化各层转轮相对位置和喷嘴方位,可一定程度提高效率,减小力矩振荡,保证出力稳定。此初步尝试证明了概念的可行性,也发现溅水优化的重要性,能为后续优化研究提供参考。     

响水潭电站转轮汽蚀状况的分析

水轮机的汽蚀是农村水电站经常见到的一种现象,但响水潭电站(以下简称响站)却在短期内因严重汽蚀而报废了转轮,因而对此应予以高度重视。本文仅根据该站转轮的汽蚀状况进行一些分析,以供小型水电站运行人员参考。一电站基本情况响站系一坝后式电站,位于湖北罗田县境内。于1977年投产发电,站内安装两台HL123-WJ-59型(以下简称59型)水轮机,配630千瓦8极发电机,经两台800千伏安变压器以35千伏电压与系统连接并网运行。电站运行时的最高水头34.5米,最小水头为     

贯流混流式水轮机的设计

介绍了贯流混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论，并根据这些理论进行了转轮的系列开发及实验研究，完善结构设计，推出了3个水头段8个转轮系列的小型机组，可替代中小型水电站应用最广泛的混流式水轮机。     

混流式水轮机上冠泄排水联合降压数值模拟

为研究中高水头混流式水轮机上冠流道内不同降压结构效果及优化可行性,以红山嘴一级水电站4号机为例,将利用UG建立的4类不同上冠流道降压结构模型作为研究对象,基于计算流体动力学（CFD）技术,采用剪切应力传输（SST）湍流模型对4类不同的上冠泄排水结构在7种流量下展开数值模拟,计算工况共计28种。研究指标为泄漏水流态分布特性、主轴密封下侧压力、上冠轴向水推力、梳齿环密封性能。结果表明：不同泄排水降压结构内的泄漏水流态存在一定差异;为改善水轮机主轴密封性能可采取含转轮泵的联合泄排水降压结构,该结构相比其他结构对降低主轴密封压力、降低上冠轴向水推力、减少上冠间隙泄漏量均有显著效果;调整转轮泵降压结构的泵叶或泵盖几何参数可达到优化目的;针对该电站主轴密封漏水问题,采取含转轮泵的联合泄排水降压结构可使主轴密封下侧压力平均降低15.98％左右、上冠轴向水推力平均降低52.99%左右,大大提高电站运行效率。该研究在传统的单一泄排水降压结构基础上增设了转轮泵,为中高水头混流式水轮机获得最佳综合效益及其改造优化提供了参考依据。     

冲击式水轮机水斗转轮裂纹成因浅

与其它形式的水轮机不同,由于冲击式水轮机工作过程中转轮始终受到变化幅值大、交变频率高的复杂动荷载作用,水轮机转轮裂纹问题一直都在困扰高水头水电站机组的安全运行。针对转轮结构的应力集中和材料疲劳问题,通过介绍上标水电厂冲击式机组转轮裂纹的处理过程,对水斗转轮裂纹成因进行了技术分析和探讨,并据此,从参数设计、加工制造、材料采用和机组运行等多方面提出解决问题的相应对策,在解决冲击式水轮机转轮裂纹问题上取得了较好的成效。     

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.     

巨型轴流转桨式水轮机转轮组装工艺研究

轴流转桨式水轮机转轮的组装是水电站机电设备安装过程中的节点性关键工序,尤其是尺寸和重量都较大,零件复杂而精细的巨型转轮,其组装精度和质量对于机组投产后的安全可靠运行至关重要。根据桐子林水电站轴流转桨式水轮机转轮的结构特点及组装流程、工程项目施工方案、现场组装情况,分析总结了巨型轴流转桨式水轮机转轮体的组装、翻身装配、桨叶安装以及转轮试验等关键工序和技术要点。实践证明,水轮机转轮的组装质量满足相关技术标准的要求,机组安装工作顺利开展。     

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…     

导叶开度对贯流式水轮机性能及流动特征的影响

针对某型号贯流式水轮机,运用ANSYS CFX,分别在导叶开度为1 550,1 405和1 278 mm条件下,对水轮机内部三维流场进行全流道数值模拟,研究导叶开度对水轮机性能及流动特征的影响.通过分析对比3种开度下水轮机水头和效率,同时研究全流道截面压力、速度分布,导叶外环面压力分布,导叶叶片压力分布以及转轮叶片压力分布,得出开度为1 405 mm是与转轮匹配性最佳的导叶开度.进而对最佳导叶开度下水轮机在0.8Q,1.0Q,1.2Q这3种工况下的空化进行模拟,结果发现空化很大程度地降低了水轮机的水头和效率.同时对转轮、转轮叶片以及尾水管的空泡相体积分数的分布进行了分析,得知在设计工况下的空化程度最轻,小流量工况下的转轮内空化比较严重,而在大流量工况下,空化区从转轮出口延伸到尾水管内.     

中小型灯泡贯流式水轮机参数的选

近年来,湖南省怀化市小水电建设领域里涌现出许多低水头径流式水电站,如中方县牌楼水电站(3×6.3 MW)、麻阳县锦江水电站(3×4.5 MW)、怀化市红岩水电站(2×5.0 MW)、芷江县长泥坪水电站(2×10 MW)、麻阳县江口水电站(3×3.5MW)等。灯泡贯流式水轮发电机组具有效率高、过流能力大的技术经济优势,与常规轴流式机组相比,约可节省电站建设费用10%,而且运行稳定、空蚀轻微,每年尚可多发电量4%左右,具有很强的竞争能力,因此在低水头径流式水电站中得到越来越广泛的应用。选择水轮机的主要工作是决定转轮型式、机组台数、额定水头、转轮直径…     

贯流式水轮机压力脉动及流场特性数值模拟

鉴于目前国内关于竖井贯流式水轮机压力脉动方面的研究工作较少,以某水电站模型水轮机为对象,运用计算流体动力学(CFD)数值模拟,通过改变水轮机导叶和叶片安装角度,揭示导叶角度与叶片角度的变化对竖井贯流式水轮机能量特性的影响规律。通过采用"Second Order Backward Euler"法对水轮机进行非定常模拟,研究在额定工况、小流量及大流量工况下,竖井贯流式水轮机压力脉动变化特征。计算结果表明:随着导叶角度的增大,水轮机效率先减小后增大,但效率变化范围很小;叶片角度的改变对水轮机效率影响较大,在某一角度下,水轮机达到高效率点,并基本保持稳定。额定工况下,压力脉动从进水流道到转轮区,脉动频率基本稳定,出水流道的脉动频率会有所增加,且由尾水管部分产生的压力脉动由尾水管到转轮区、导叶区向前部传递。本文的研究工作为预测竖井贯流式水轮机能量及压力脉动特性提供参考。     

农村水电站设计建设中应注意的问题

小水电的开发建设是一项技术性较强的工作。因此 ,科学合理地建设农村小水电 ,对于确保建成电站效益的发挥至关重要。笔者根据本县实践 ,提出在农村水电站建设中应注意的几个问题 ,供同行参考。( 1)　根据不同类型电站特点 ,选择合适的水轮机机型及电站装机台数。利用水力发电 ,水轮机是关键。如何根据不同的水力参数 ,选择合适的水轮机 ,是一座电站建设成功与失败的关键所在。水轮机根据水力作用的不同 ,可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类。两大类中 ,又可分为混流式、轴流式、贯流式、水斗式、斜击式和双击式 6种型式。在这6种型式…     

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.     

超高水头水电站冲击式水轮机的选型原理及设计

对于超高水头的水电站而言,需要优选冲击式水轮机作为发电水轮机,本文通过结合某水利工程的实际情况,对水轮机机型进行了科学合理的选择,确保水电站的正常运作,对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。     

小型水轮机低水头运行的可行性分析与实践

从安全、经济的技术要求出发,任何一种水轮机的适用水头都有一定的范围。当水轮机在低水头运行时,不仅出力和效率显著降低,而且其运行稳定性也下降。本文就清溪二级水电站水轮机低水头运行的可行性进行分析,并介绍采取加强尾水管自然补气的措施来提高水轮机低水头运行稳定性的实践经验。