复杂条件下沿江电厂码头与取水口共用岸线方案研究

针对复杂约束条件下沿江电厂专用码头与取水口共用深水岸线布置问题,以无锡(江阴)港石利港区利港电厂散货码头改建为例,结合工程区域通航、水文条件及改建项目特点,进行电厂散货码头不同布置方案的比选研究。采用数值计算与理论研究相结合,分析码头上跨取水口方案条件下,不同工况对码头前沿水动力条件的影响,结果表明:当码头采用透空结构并上跨取水口时,取水口对码头前沿水动力条件影响较小,基本不影响船舶正常靠离泊和作业,且码头与取水口共用岸线可实现沿江港口岸线的集约高效利用,为类似工程规划和设计提供参考借鉴。

黄草坝水库工程进水口分层取水方案选择

黄草坝水库工程库区水温分层现象明显,且水位变幅较大。为满足下游灌溉和生态环境用水要求,有效地减小低温水对下游水生生态及农业灌溉的不利影响,需对进水口采取分层取水措施。根据本工程特点,从取水效果、运行条件、工程检修和投资等方面比较分析叠梁门进水口、多层进水口和浮筒式进水口3种分层取水方案,最终采用具有控制分层取水灵活、运行相对简单、工程投资节省、对水库低温水的改善效果较优的叠梁门进水口方案,对其他同类水电站分层取水设施设计有一定的借鉴意义。

外加电场对连铸用浸入式水口防结瘤的影响研究

本文通过对水口材料结瘤产生的原因和形成过程进行分析,进一步总结了水口防结瘤的方法,并重点论述了外加电场对水口防结瘤产生的影响。虽然在外加电场对水口防结瘤实验的过程中取得了明显效果,但是实验过程以及参数等设计仍存在较为显著的问题,以期通过本文论述为相关研究提供参考。

小型输水工程分水口门水价制定模式的探讨

分水口门水价的制定是调水工程持续运营的核心,本文以单位水量流过所占管道工程成本的流量法确定分水口应分摊的工程费用,以投资者收缴水费与运营成本、工程费用、建设资金成本相等的方法建立水价分析模型。结果显示,分水口距取水口位置越远,分水口单位取水量费用越高,单位取水量投入费用占比越大;政府财政资金的投入对水价的影响较大,企业自有资金的比例、回报年限、回报率及贷款年限对水价的影响较小。

多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m^(2),塔2#的底面积为176.63 m^(2);为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.

侧式进 出水口顶板扩张角对拦污栅断面流速分布影响规律研究

抽水蓄能电站侧式进出水口双向过流,其顶板扩张角的大小将直接影响拦污栅断面流速分布是否均匀,甚至出现反向流速。抽水蓄能电站设计规范将3°~5°作为侧式进出水口顶板扩张角的推荐范围,其依据是矩形渐扩管阻力系数最小的扩张角度,但侧式进出水口体型较之复杂很多,因此有必要进一步探讨。本文以某侧式进出水口体型为研究对象,采用数值模拟方法,研究了11种角度的顶板扩张角对出流工况和进流工况拦污栅断面流速分布的影响。结果表明:在出流工况下,随着顶板扩张角的增大,中孔拦污栅断面的主流位置由居中部逐渐向底部降低,断面流速分布由上下基本对称趋于底部大上部小的上下不对称,当顶板扩张角较大时中孔拦污栅断面上部出现反向流速;随着顶板扩张角的增大,边孔拦污栅断面流速分布由基本均匀逐渐变为底部大上部小的不均匀分布;随着顶板扩张角的增大,中、边孔孔口流速不均匀系数均逐渐增大,但中孔拦污栅断面流速分布受顶板扩张角影响更大。在进流工况下,随着顶板扩张角的增大,中、边孔拦污栅断面流速分布及孔口流速不均匀系数均无明显影响。研究成果可为优化侧式进出水口设计提供指导。

铝脱氧钢中Al_(2)O_(3)夹杂物与Al_(2)O_(3)-C质水口耐材的粘附机理研究

铝脱氧钢连铸过程中的水口堵塞一直是困扰生产的难题,弄清水口堵塞的形成机理对解决该问题非常重要。研究首先在实验室制备了含有单一、量多的Al_(2)O_(3)夹杂物的钢液,然后与Al_(2)O_(3)-C质耐材棒反应不同时间,研究了钢中Al_(2)O_(3)夹杂物与耐材棒的粘附行为,在此基础上探讨了铝脱氧钢连铸过程水口堵塞的形成机理。研究发现,耐材棒与钢液反应一段时间后,在耐材棒表面由内向外逐渐形成两层Al_(2)O_(3),第1层致密平滑,厚度较薄;第2层松散粗糙,厚度较厚。水口堵塞的形成机理为,耐材插入钢液一段时间内,因温度升高,耐材表面区域的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)与C反应生成的SiO、Al_(2)O气体向钢液扩散,在耐材表面分别与钢液中的[Al]、耐材中的SiO_(2)反应生成Al_(2)O_(3);耐材棒表面的SiO_(2)也会与钢液中的[Al]反应生成Al_(2)O_(3);三者共同作用形成第1层致密的Al_(2)O_(3)。第1层Al_(2)O_(3)层形成后,钢液中的Al_(2)O_(3)夹杂物易于在其上面附着,形成第2层松散的Al_(2)O_(3)。随着时间的延长,Al_(2)O_(3)层变厚,水口堵塞逐渐形成。第1层Al_(2)O_(3)形成机理以化学反应为主,增长缓慢;第2层以钢中夹杂物粘附为主,增长较快。

竖井式进出水口水力特性研究进展

竖井式进出水口是抽水蓄能电站水道系统两端控制水流的常用进出水口型式之一。竖井式进出水口双向过流,水流在短距离内经历两次90°流向转变(水平-竖直-水平),流向变化剧烈,水力条件复杂,深入研究竖井式进出水口水力特性,进而优化其体型结构,对抽水蓄能电站设计及施工具有重要意义。首先,介绍竖井式进出水口应用背景及体型特点,分析竖井式进出水口水力特性存在的问题;其次,对竖井式进出水口孔口流量分配、拦污栅断面流速分布、漩涡和水头损失等方面研究进展进行总结;最后,归纳了竖井式进出水口水力特性研究方法,探讨了今后研究应聚焦的主要方向。

导流洞双层进水口优化与传统进水口对比研究

为了研究导流洞双层进水口优化体型后的水力特性,并对其与传统进水口布置进行比较,基于某抽水蓄能电站导流洞的设计参数,采用Fluent软件中的VOF水动力模型进行了三维数值模拟.通过改变竖井宽度,即改变水平洞与竖井进口面积比、去除竖井以及采用常规喇叭口进水口3种方案,对双层进水口进行了比较分析.分析重点包括相对流量、水流弗劳德数、相对压强以及水头损失系数等4个方面的特性.研究结果表明:面积比的变化对双层进水口的流量分配和流速分布产生了显著影响.相比于去除竖井的水平进水口,双层进水口在增加泄流量、降低进水口水头损失方面具有明显优势.在孔流流态下,双层进水口的泄流能力已接近单独采用喇叭口泄洪洞.结果显示,双层进水口的泄流主要以竖井下泄为主.在孔流流态时,双层进水口的泄流受下游泄洪洞断面的控制.其独特优势在于能快速对导流期的水平洞进行封堵,并在运行期间迅速进行泄放洞的改建,以便尽快进入运行状态.

新型单水口PDC钻头在铀矿地质钻探中的适用性研究

北方地区铀矿地质钻探施工地层大多为砂泥岩,在钻进过程中,冲洗液固相含量较高、孔底净化困难,严重降低钻探施工进尺效率以及成孔质量。为了提高铀矿地质钻探的效率,改善孔底净化条件,设计和研制一种新型3翼单水口PDC(Polycrystalline Diamond Compac,聚晶金刚石复合片)钻头,通过数值模拟验证该钻头在结构与材料方面的可靠性;通过流体场模拟验证该钻头水路结构设计的合理性;通过现场4个钻孔试验,并与传统4翼多水口PDC钻头钻探指标进行对比,验证该钻头在实钻中能够更快在泥岩地层钻进,提高机械钻速约20%,且能预防较为严重的烧钻事故。新型3翼单水口PDC钻头在铀矿地质钻探中具有较强的适用性和推广应用价值。

深圳LNG应急调峰站取水口设计

根据深圳LNG应急调峰站取水口平面布置,结合其使用功能特点和施工过程,取水口结构采用与护岸同步施工。针对取水口结构尺寸大、质量过大、浮运安装比较困难的问题,进行针对性的结构设计,采取“预制浮坞式+现场二次浇筑”方案,并对不同工况下结构内力进行数值分析。结果表明,该方案能满足设计要求,较好地克服施工过程中遇到的困难,并顺利通过交工验收,达到了节约成本和缩短工期的目的。

地下式进水口在水工引水隧洞进水口设计选型中的实践研究

进水口设计与选型在水工引水隧洞设计方面相当关键,目前比较常见的地下式进水口选型设计即如此。考虑到水工引水隧洞进水口一般处于地形条件复杂区域,交通条件相对恶劣不便,而且同时需要做好环境保护工作,所以利用地下式进水口来实践参与水工引水隧洞进水口设计选型工作颇有必要。本文围绕某B引水工程为例,明确工程地质条件,研究进水口设计选型实践内容,并最终得出。

鲤鱼洲取水口工程进水流态改善试验研究

以珠江三角洲水资源配置工程鲤鱼洲取水工程为例,建立水力物理模型对取水河段的水力特性、取水口的进水流态进行深入研究。试验显示,取水口设计方案存在因弯道水流、汊道水流及侧向引水等导致的进水流态不良问题,综合取水河段河势、取水口地形特征,提出基于优化进水角度及进水导墙体型、适应取水水域岸线形态的水流调控技术,可有效调整取水口水流分布,改善回流等不良流态,提高取水效率。

45钢水口结瘤原因及控制

研究了45钢生产过程中中间包水口结瘤问题的原因并提出了改进措施。利用高速数据采集系统及EDX荧光分析技术监测了钢液波动情况及水口结瘤物的成分。结果表明:高熔点Al_(2)O_(3)非金属夹杂物和钙处理过程形成的CaS在中间包浸入式水口内壁聚集是水口结瘤的原因。减少Al_(2)O_(3)的产生量,同时防止过量的[Ca]与[S]形成CaS是解决水口结瘤的根本措施。通过将钢水成品钙含量控制在6×10^(-6)~10×10^(-6);LF过程渣料配比二元碱度控制在3.5~5范围,做到硫含量可控,同时硫合金化前置到VD真空前;将LF离站铝含量控制在≤0.015%;VD真空后减少合金化种类,铝合金化后进行钙处理,间隔时间设定为3~5 min;钢水过热度控制在25~35℃等工艺措施改善了45钢的可浇性,实现了整浇次稳定生产,中间包水口结瘤问题随之解决。

水电站进水口闸门未正常闭门分析及处理

针对水电站进水口事故闸门动水落门时未在要求时间内正常闭门的问题,通过对比分析不同工况下落门过程曲线,结合现场观察,推断是在电站出现故障引起闸门动水落门过程中,由于闸门、油缸启闭机振动相对较大,液压启闭机有杆腔高压球阀自由转动而关闭所导致。为此加设了液压启闭机有杆腔高压球阀锁定装置,确保球阀不会自由转动;并建议高压球阀应选择全开位置带有锁定装置的型号;优化油管的空间结构和管道支撑结构布置,减小管道振动;对大尺寸的混流式水轮发电机组应进行过渡过程工况的动水落门试验。

薄板坯连铸机新型浸入式水口

基于相似原理，采用１：１的水模型，模拟了薄板坯连铸结晶器内钢液的流场．采用ＳＧ８００水工数据采集系统对结晶器内液面波动和注流冲击深度进行了定量测量．针对薄板坯连铸高拉速的需要，开发了一种新型的耗散型浸入式水口．通过研究耗散水日上下出口面积比、出口角度以及拉坯速度对结晶器液面波动和对结晶器窄边冲击情况的影响，找出了其中的变化规律，为优化耗散式水口的结构和工艺参数提供了理论依据．通过与普通双侧孔水口的试验比较，证明耗散型水口是一种适合薄板坯连铸高拉速生产的新型水口．

从知识传入到工业实践:近代江南制造局译书中的炼锌知识及在湖南水口山的早期应用

由于锌的冶炼难度高,其冶炼技术在世界范围内出现较晚。我国虽是世界上较早掌握炼锌技术的国家,但近代西方炼锌技术后来居上,洋务派通过翻译西学书籍引进西方部分先进的技术知识,其中《金石识别》《宝藏兴焉》《矿学考质》三本译书对锌的冶炼技术有详细介绍。本文通过对上述三本译书的文本分析,厘清了近代西方传入中国的三种炼锌技术知识及其与中国传统炼锌技术知识的差异;通过梳理史料,还原了西式炼锌知识引入后在中国第一座西法炼锌厂——湖南水口山西法炼锌厂的应用及其技术选择;最后讨论了影响炼锌技术知识早期应用的若干因素。

抽水蓄能电站侧式进出水口水力损失演化过程研究

抽水蓄能电站侧式进出水口是电站引水系统重要组成部分,其内部流态对整个电站安全运行具有重要意义。本文以某抽蓄电站下水库侧式进出水口为研究对象,联合RNG k-ε湍流模型与改进的考虑壁面粗糙度的壁面函数模型,研究同流量不同水位下进流、出流工况下侧式进出水口的内部流态、涡旋分布、水力损失等水力特性,数值模型结果与模型试验结果吻合较好。此外,构建了基于能量守衡方程的抽水蓄能电站侧式进出水口水力损失数理模型,并给出了各种水力损失对最终整体水力损失的贡献度,将水力损失演化过程与具体流态对应,量化分析侧式进出水口中的局部具体能量损失,为下一步水力优化做好基础工作。研究结果表明:高水位的发电工况在进出水口内部的水流流态较为紊乱,并伴随有程度不一的流动分离现象以及涡旋产生;发电工况的流量分配不均匀性更大并且存在偏流现象;发电工况的水力损失较大且主要集中在调整段及防涡梁段。本文研究结果对后续相关领域优化设计具有参考意义。

Al_(2)O_(3)夹杂物在浸入式水口内衬材料上的成核与反应性研究

浸入式水口复合无硅无碳内衬材料是减缓结瘤堵塞的重要措施。为深化研究Al_(2)O_(3)夹杂物在浸入式水口内衬表面的结瘤现象,采用晶格失配计算及高温模拟试验验证的方法研究了钢液中Al_(2)O_(3)夹杂物在氧化锆质、尖晶石质、刚玉质、莫来石质内衬材料上的成核趋势及反应;基于显微结构观察分析了异质形核机理和沉积过程。结果表明:Al_(2)O_(3)夹杂物与刚玉质、氧化锆质、尖晶石质、莫来石质内衬材料的二维失配度分别为0%,30.97%、8.43%、11.14%,表明Al_(2)O_(3)夹杂物易于在刚玉质内衬上成核,难以在氧化锆质内衬上成核,氧化锆基材料适宜作为浸入式水口防堵内衬材质。高温模拟试验结果与二维失配计算结果相一致,氧化锆基内衬不易与钢液发生反应且表面Al_(2)O_(3)结瘤程度较轻,仅为刚玉质、尖晶石质、莫来石质内衬上Al_(2)O_(3)结瘤厚度的1/2。本工作基于晶格失配理论提出了一种抗Al_(2)O_(3)结瘤内衬材料优选策略,可为开发高性能功能耐火材料提供科学指导。

150 t单水口钢包出钢过程汇流旋涡影响因素研究

钢包浇注末期,钢液在科氏力和自身初始状态的作用下会产生汇流旋涡,其成为控制钢包下渣和提高钢水收得率的瓶颈问题。以某钢厂150 t单水口钢包为原型,基于相似原理,制作了相似比为1∶3.5的钢包物理模型,首先探究了水口偏心率对浇注末期汇流旋涡的影响程度与机制,获得了适宜的水口位置后研究了钢包静置时间、阻旋装置、底搅拌工艺等控流措施对偏心率为0.83的钢包汇流旋涡的作用效果。结果表明,让钢包内形成非对称流场可以抑制旋涡的发展。当钢包静置时间小于45 min时,旋涡产生和贯通高度随静置时间的延长变化不明显;但当静置时间超过45 min时,旋涡起旋高度明显增加、贯通高度明显降低。另外,在此偏心率下,设置阻旋装置和增添底吹搅拌操作均不能抑制旋涡,但在旋涡起旋时短暂关闭水口会延缓旋涡的进一步发展。