西北地区抽水蓄能电站稳定运行的设计措施

西北地区得天独厚的新能源大规模发展是助力“双碳”目标实现的主力军,新型电力系统中迫切需要建设抽水蓄能电站以提高电力系统调节能力,按照全国中长期抽水蓄能规划重点实施项目总装机规模4.21亿kW,其中西北地区近1亿kW,抽水蓄能电站将成为西北地区新能源高质量发展的重要支撑。可逆机组技术参数的选型设计对机组的安全稳定运行影响重大,本文从电站设计者的角度出发,对抽水蓄能电站的水头变幅与抽发比、额定水头与机组稳定性、比转速与转轮尺寸、叶栅选择与动静干涉、防沙措施与过机泥沙等问题进行剖析,希望对加快西北抽水蓄能电站高质量建设提供一定的帮助。

炳灵水电站设计中几个问题的研究

炳灵水电站在国内首创了将水库泄洪明渠修建在发电厂中部的厂房溢流布置模式。设计要求在3年一遇以上洪水泄洪时机组能够安全稳定运行,加上该电站的机组为当时国内已运行最大的灯泡贯流机组,电站设计中存在诸多难点。为此,对炳灵水电站安装高程的确定、机组结构刚强度的设计、轴承润滑方式的选择、调速系统的设计与布置、枢纽的泄流共振问题及贯流机组的在线监测等问题进行了研究,希望能够对类似电站的设计提供有益的参考。

炳灵水电站灯泡机组状态监测初探

炳灵水电站的泄洪溢流明渠修建在厂房顶部,为中国首创的厂房过流式布置方式。电站选用5台48 MW大型灯泡贯流机组,最大运行水头25.7 m,转轮直径6.2 m。枢纽设计要求厂顶溢流明渠泄洪时,机组能够稳定运行。机组运行工况复杂,枢纽和机组的振动以及可能的电气故障必须引起足够的重视。因此要对机组状态监测配置方案进行必要的探讨,提出本电站机组状态监测的配置要求,并重点指出贯流机组状态监测的存在问题,希望能够对大型贯流机组状态监测方案的配置提供有益的参考。

大型潮汐电站关键技术浅析

海洋中蕴藏着大量的潮汐能,潮汐发电是目前利用潮汐能最成熟的方式,随着传统能源对环境影响的问题得到广泛认同,潮汐发电这种清洁能源得到全世界的重视。文章就潮汐电站设计中的关键问题,如电站开发方式、工程布置及施工方法、机组型式及参数选择、控制及运行方式、机电设备防腐等方面进行分析,归纳了国内外潮汐电站设计、建设过程中出现的问题,总结并提出了潮汐电站关键技术设计方法和设计思路,为潮汐电站设计提供参考和依据。

大型贯流式机组设计及运行问题浅析

贯流式机组以其优良的水力特性和显著的经济效益倍受广大水电开发者的青睐,贯流机组的单机容量不断增大,同时其应用水头范围向高水头和超低水头两边延伸,但是由于该类机组发展的时间较短,在发展过程中存在一些问题,究其原因包含设计、制造、安装、运行等各方面问题,有的问题已经严重影响到机组的稳定运行,文章通过对近十年来设计或考察过的贯流机组存在的一些普遍性问题进行探讨,希望能够对贯流机组的发展提供有益的参考。

羊曲水电站水轮机模型验收试验浅析

介绍了羊曲水电站水轮机转轮模型验收试验的主要项目及试验结果。内容包括:水轮机出力及效率、空化、压力脉动(补气和不补气条件下)的验收试验;飞逸转速、轴向水推力、活动导叶水力矩(同步和异步情况)、蜗壳压差等试验以及模型尺寸检查。验收试验结果表明模型水轮机各项试验参数的重复性较好,各项水力性能指标基本满足要求。另外在文中还剖析了机组模型试验部分参数取值的原因,希望能够增强技术人员对模型试验的了解。

冷冻干燥法在水电站中压气系统中的应用

主要分析在水电站工程中,中压压缩空气系统供气对象的变迁,中压压缩空气干燥方法的选择,着重对热力干燥法和冷冻干燥方式进行必要的比较,希望引出对水电厂中压气干燥方式的探讨和思考。

炳灵水电站厂房溢流与贯流机组的相关问题

炳灵水电站在国内首创将水库的泄洪明渠修建在发电厂中部的厂房溢流布置模式。设计要求电站在三年一遇以上洪水时,位于厂内的溢流明渠泄洪时机组能够安全稳定运行,加上本电站的灯泡贯流机组为当时国内已运行最大的灯泡贯流机组,电站设计中存在诸多难点,本文通过对炳灵水电站安装高程的确定、机组结构刚强度的设计、轴承润滑方式的选择、调速系统的设计与布置、枢纽的泄流共振问题及贯流机组的在线监测等问题的研究,希望能够对类似电站的设计提供有益的参考。

水轮机调速系统设计选型问题的探讨

近年来,随着现代液压技术、自动控制技术及微机技术的发展,水轮机调速器有了很大的改进,但是调速产品的多样化,以及不同的机组对调速器的性能要求不一致,使得设计人员和用户在选择调速系统时存在一些困惑。文章通过对调速系统前期设计、标书编制、调试运行过程中遇到的一些问题进行必要的探讨。对电液转换装置的选择、主配压阀直径的计算、压力油罐容量的确定、调速电气控制方案以及调速系统存在的其它问题提出一些观点。

炳灵水电站调速系统的设计

炳灵水电站在国内首次采用将水库泄洪明渠修建在发电站中部的厂房溢流布置模式。电站装有5台48MW的灯泡贯流式机组,机组控制系统的设计有一定的特殊性,对炳灵水电站的调速系统的设计和在设计中采用的特殊措施和实践进行阐述,希望能够为类似电站调速系统的选择和设计提供有益的参考。

低扬程立式轴流泵装置模型马鞍形区研究

结合南水北调东线工程某大型泵站,采用物理模型试验和数值模拟方法,对低扬程立式轴流泵装置模型的马鞍形区进行了研究。试验结果表明,低扬程立式轴流泵装置在部分流量区域出现不稳定的马鞍形区,马鞍形区扬程范围大约在1.3Hd^1.6Hd;各个叶片安放角度下的马鞍形区流量范围各不相同,在0°叶片安放角下,在50%~75%的设计流量之间出现马鞍形区。结合不同工况的数值模拟结果,对装置模型马鞍形区的流动特性进行了分析,发现叶轮进口轮缘和叶轮出口轮毂产生二次回流是造成低扬程立式轴流泵装置模型效率下降和运行不稳定的直接原因。

大型贯流机组调速系统优化选择

目前中国低水头径流式水电站建设之势方兴未艾,贯流式机组以其优良的水力特性和显著的经济效益倍受广大水电开发者的青睐。文章对贯流式水轮机调速系统的特点进行必要的分析,对在编制调速器标书的过程中和调速器设备管路的安装过程中遇到的一些问题进行了探讨。对调速容量的确定、电液转换装置的选择、机组过速保护及油压装置的设计与布置提出自己的观点,希望能够对贯流机组调速系统的选择和设计提供有益的参考。

如何做好输水发电系统的调节保证设计

随着中国水电工程开发环境日趋复杂、抽水蓄能电站建设飞速发展以及海外水电工程的不断增多,新时期下这些常规水电站和抽水蓄能电站的输水系统和机组安全稳定性十分重要。由于目前关于调节保证设计的规范及质量管理程序尚未完善,文章依托近年来中国水电顾问集团几次关于调节保证的技术研讨会内容,对调节保证设计的基本概念、不同专业的配合及工作内容等方面进行了梳理,并结合在实际工作中遇到的问题,提出了一些观点,希望能够对今后做好输水发电系统的调节保证设计提供一定的参考。

大石峡水电站水轮机防泥沙磨蚀综合措施

多泥沙河流水轮机过流部件的磨损和空蚀,会造成机组效率的严重下降,不但影响电站的经济效益,更关系到电站的运行安全。混流式水轮机在水头相对较高时,由于内部流速也相对较高,其过流部件的磨蚀问题会更加严重。依托新疆大石峡水电站,对水轮机的水力设计优化、水轮机过流部件的结构设计、泥沙磨损深度分析与大修周期预判、过流部件喷涂及现场修复方案等方面开展分析,提出多泥沙河流水轮机过流部件预防泥沙磨蚀的系统解决方案,为多泥沙水流中的水轮机防泥沙磨蚀提供借鉴。

超低水头水轮发电机组优化选择

对于超低水头水电站应优先选用三叶片贯流式水轮机。必要时可加装增速齿轮箱,以提高发电机转速、降低建设投资。同时,要优化流道设计并从各个方面来提高超低水头电站的设计水平与设备采购能力,杜绝落后的设计方案与低价中标的采购方式。

多能互补中水电机组的宽范围稳定运行研究

随着“3060”双碳目标的提出,我国计划构建以新能源为主体的新型电力系统,电网中风光等间歇性能源比重不断上升,对电网多能互补下的负荷快速调节提出了更高要求,电网对水电站的调度需求逐渐由供能需求向调能方式转变,在此背景下一些水电站的主要功能是对间歇性能源供给进行补偿,促进电网对新能源的消纳。在调能方式中要求水电机组充分发挥启动迅速、调节灵活的特点,研究水电机组的宽负荷范围稳定运行成为当下电网的迫切需求。本文通过机组宽负荷稳定运行范围的确定、水轮机的厚重设计、机组的快速响应、机组补气设计等角度,初步剖析影响机组宽范围稳定运行的主要因素,希望能够引起行业的一些参考。

有局部高点的长距离高扬程输水系统水锤防护研究

针对长距离高扬程输水系统管道高差大,沿线地形起伏点多,事故停泵后容易导致水柱分离现象发生,产生具有破坏性的断流弥合水锤的现象,阐述了单向调压塔和空气阀的工作原理,推导了单向调压塔和空气阀边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀、单向调压塔、单向调压塔与空气阀结合3种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明,空气阀容易在管道内形成气囊,导致气锤现象发生,单向调压塔水锤防护效果好,但作用范围有限,单向调压塔和空气阀相结合能有效消除水柱分离现象,抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。

老挝萨拉康水电站大型灯泡贯流机组关键性问题研究

老挝萨拉康水电站为境外BOT项目,电站采用了12台55 MW灯泡贯流式机组,机组台数较多,单机容量较大,机组参数的选择应以技术成熟可靠、发电效益最大化为前提条件。文章结合该电站特点,对机组关键性参数的选择进行了分析研究,为下阶段机组的招标做好技术准备。

石泉扩机工程设计优化及其实践

在石泉水电站扩机工程设计中 ,采用了如下设计优化措施 :取消调压井 ;以水轮机筒型阀代替蝶阀 ;采用新型机组取代老机组等 ,累计节省电站建设投资 5 4 95 .0多万元。运行实践与试验证实设计优化是成功的 。

炳灵水电站机组防飞逸的设计探讨

当机组因事故甩负荷时,机组调速系统同时发生某种故障,不能关闭导水机构,机组将发生过速甚至达到飞逸转速,可能使机组转动部分产生不同程度的损坏,甚至造成严重后果。为了防止机组损坏,在电站设计方面则需要采取防止飞逸或限制飞逸转速值的措施。对于灯泡贯流式机组因其引水方式、流道布置等要求,其防飞逸装置的特点和相应措施也与常规混流式机组不一致。炳灵水电站采用了由重锤卸荷阀、纯机械液压保护装置控制的重锤力矩和机组自关闭动水力矩相结合的方法作为机组防飞逸措施。