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。

船闸反弧门设计要点

反弧门设计边界条件复杂、计算参数难以选定,目前缺乏相关设计指导文献,设计难度大。通过大藤峡船闸反弧门相关的模型试验研究,并总结葛洲坝、三峡和大藤峡船闸反弧门设计经验,得出可有效抑制空化现象的廊道体形;依据闭门速度快慢选取动水荷载系数;采用全包板门体结构和流线型底缘可减小水流扰动,改善流态,减小气蚀破坏;启闭力计算时需要考虑水柱力和水阻力等设计要点和合理化建议。

驷马山引江工程长距离输水过渡过程一维三维耦合分析

梯级泵站长距离有压输水管道上下游水情发生变化,易导致管道内水压、流速等水力参数变化,进而引起水锤。为满足管道的输水要求,保障其在各工况下安全运行,采用一维特征线法和三维VOF相耦合的方法对其进行数值模拟,建立梯级泵站长距离输水系统过渡过程分析的数学模型。分析了驷马山引江工程的滁河四级站长距离输水系统在泵站停机、失电等工况条件下管道内压力、出水池水位的变化规律,得出通过末闸和侧闸的合理启闭可以更好地保障整个管道系统的安全。

河口防洪闸汛期关闸水位试算分析

河口防洪闸可防止外河高水位对内河造成泄洪不畅甚至洪水倒灌等影响,何时关闭河口防洪闸成为其汛期运行管理的关键,也是其防洪度汛的重要举措。通过确定典型年、计算设计洪水、推求外河水位、模拟试算河口防洪闸关闸水位,最终确定安全、合理、具有可行性的关闸水位,可为河口防洪闸的运行管理及防洪度汛提供理论支持。

长距离有压输水管道系统水锤分析

针对长距离有压输水管道出口阀关闭引起的水锤问题,采用瞬态水力学理论和仿真计算,以大岩坑水电站为例,对采用调压井配合控制出口闸门关闭长管道有压输水系统的水力过渡过程进行了计算和分析。结果表明,优化闸门的关闭时间和关闭方式能有效降低水击压力。

导叶关闭规律非线性评价函数及多工况优化

基于多目标优化基本理论,建立了一种针对导叶关闭规律优化问题的非线性评价函数,并根据导叶关闭规律优化的特点,采用遗传算法建立了导叶关闭规律的多工况优化模型.运用建立的评价函数与优化模型,对某实际电站进行了导叶关闭规律优化计算,并与采用线性评价函数的优化结果进行了比较分析.采用线性评价函数优化的导叶关闭规律,机组最大速率上升值为49.4%,与控制值50%接近,安全余量仅为0.6%,但蜗壳末端最大压力头和尾水管进口最小压力头的安全余量分别为4.717和2.812 m,相对较大;采用非线性评价函数,不需要试算权系数,仅需要给定各优化目标的控制要求即可得到优化的导叶关闭规律,虽然蜗壳末端最大压力头和尾水管进口最小压力头的安全余量分别减小到2.501和1.765 m,但机组最大速率上升值为46.1%,安全余量提高到3.9%,各目标的安全余量分配比较平均.基于非线性评价函数的多工况导叶关闭规律优化得到的结果虽然对单个工况不一定是最优解,但能保证所有工况的各优化目标均能满足控制要求且安全余量分配比较平均,比单工况优化结果更符合实际控制要求.

压力供水管路事故停泵时缓闭蝶阀关闭方式的优化

为控制长距离有压输水管路的水锤压力,运用特征线方法,结合某实际工程,对长距离有压输水管道系统的事故停泵过程进行了计算,得到缓闭蝶阀不同关闭时间和关闭方式下各管段内沿程的最大和最小水锤压力以及相对空化体积数.计算结果表明,不同缓闭蝶阀关闭方式下,管内展现出不同的水锤特性,直接体现在管道的相对空化体积及空化区域上.通过对比分析,提出相对最优的缓闭蝶阀关闭时间和关闭方式.

对水轮机导叶最优关闭规律的探讨

水电站运行的大波动过渡过程中,为了最大限度地减少水压上升值与转速上升值,通过导叶关闭规律来解决大波动过渡过程中水电站的运行安全问题是最经济的有效措施之一.目前,普遍采用导叶两段或三段关闭规律,实践表明,随着水轮发电机组容量的增大和水轮机工作水头范围的增大,这种固定的两段或三段导叶关闭方式不能有效地控制机组在大波动水力过渡过程中的稳定性.提出了根据水轮机工作参数的变化实时地改变导叶关闭方式的非固定模式的导叶关闭方式,能更有效地提高水电站运行的稳定性和安全性.

单井地层压力简便计算方法研究

目前注水开发油田矿场确定单井控制的平均地层压力真值不仅关井时间较长（长于２ｄ），而且误差较大。提出改进方法：以压力导数异常变化起始点的压力值作为单井控制的平均地层压力真值；未测到压力导数后期异常变化的井，沿用原有方法确定。推导出计算注水开发井地层压力的港Ⅰ法（利用半对数直线段或外推直线段求取，包括３种计算式）和港Ⅱ法（压力恢复速度法）。在此基础上，考虑现场条件，统计大港油田３５口井实测资料，提出关井时间可由流动系数确定：流动系数大于１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为５～８ｈ；流动系数为０．１～１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为１ｄ；流动系数小于０．１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为２ｄ。应用２组各３口井的实测资料进行验证，港Ⅰ法、港Ⅱ法计算的平均地层压力与实测地层压力的误差都小于３％，且平均关井时间可比目前通用方法缩短约２ｄ。港Ⅱ法精度高、计算简单，可优先采用。提出的地层压力计算方法可普遍应用于注水开发井，并可扩展应用于注水井。图２表３参３（陈志宏摘）

浅析水轮机导叶两段关闭规律的选择

针对水轮机导叶不同关闭规律对水轮机组水力大波动过渡过程有很大影响,探讨了导叶两段关闭规律及影响过渡过程的三个关键因素(即第一、二段关闭时间和导叶拐点开度),以雷家山电站机组为例,分析了两段关闭规律并进行了优化计算。结果表明,水电站设计中合理选择水轮机导叶关闭规律是解决机组甩负荷时转速和蜗壳水压上升值矛盾的有效方法之一。

遗传算法在水轮机非固定模式导叶关闭规律中的应用

水轮机非固定模式导叶关闭规律是指按水轮机初始工况参数适时地确定最佳导叶关闭方式。这种适时的水轮机导叶关闭方式对于水电站大波动过渡过程具有较好的参数控制作用,能在不改变任何基础设施的前提下降低水电站过水系统最高水锤压力和机组转速,给水电站的运行带来较大的经济效益。在对非固定模式导叶关闭规律的优化中遗传算法有较高的优化效率,其中主要表现在算法简单、全局搜索性好、收敛性高、优化结果稳定。

流激振动对弧形闸门启闭力的影响

为探究流激振动对弧形闸门启闭力的影响,基于玛尔挡泄洪放空洞数值模型,对弧形工作闸门进行流固耦合分析,结果表明引起闸门振动的激振力和由闸门振动位移造成的摩擦系数和摩擦力臂的变化是影响启闭力的主要因素。在此基础上对闸门振动体系进行简化,以振动理论为基础,推导出振动过程中的闸门面板压力以及振动位移变化关系式,在考虑对摩擦系数和摩擦力臂的影响后,将其应用于闸门启闭力的计算中。通过与玛尔挡弧形闸门数值模拟结果对比,相比于规范推荐的公式,改进后的启闭力计算公式提高了计算精度,可为实际工程的启闭机容量的选择提供技术指导。

一种山形自闭式水封的有限元仿真设计

充压伸缩式水封的机械加压方式带来闸门结构复杂和不耐久的缺点,为克服这一缺点,设计了一种依靠水封自身大变形主动封水的山形自闭式水封。该山形水封设计的关键是在设计阶段对各种工况下水封的变形进行准确预计。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形的非线性特征、接触非线性特征、连续介质基本计算原理对某山形自闭式水封进行了仿真计算,论述了山形自闭式水封的封水原理、封水规律和封水有效水头。该山形自闭式水封的应用,可大大削减闸门充压水封装置的建造成本,便于工程维护,耐久性较好,具有较大的推广价值。

拍式浮体闸门充压水封仿真计算研究

为了得到充压伸缩框型水封在不同线荷载下运行时水封背腔所需的充压值及相应的水封变形断面和封头接触属性,首先通过一种非线性近似方法得到各工况下框形水封各段的线压力,将三维问题转化为平面问题;然后通过仿真计算求得各充压值下的水封线压力和变形属性,反过来便是所求结果。计算结果表明,拍门充压水封较传统挤压水封在中低水头(一般水头)下具有更好的封水性能,又因其利于拍门缓冲和人为控制,因此具备较好的应用前景。

拉西瓦水电站泄洪底孔事故闸门及门槽设计

拉西瓦水电站泄洪底孔4 m×9 m-132 m事故闸门属于目前中国高水头门型。门槽水力学比较复杂,采取何种措施以防止闸门振动、保证闸门和门槽运行安全,具有广泛的代表性。通过对该闸门门型的选择、闸门和门槽的结构特点、数值分析、水力学和振动试验、三维有限元计算等方面的介绍,可为此类型闸门设计提供参考。

人字门启闭力影响分析及Z值选取

目前设计规范未对人字门启闭力计算公式中的闸门前后水压差Z值选取做出明确规定,在计算人字门启闭力时通常会取大值,从而导致工程浪费。对大藤峡船闸人字门水动力与启闭特性进行数值模拟和物理模型试验研究,定量分析启闭力影响因素的效果,以便更科学合理地选取Z值。结果表明,适当增大门底间隙、门龛深度和采用变速启闭运行方式有利于闸门前后水体流动顺畅,在闸门启闭过程中形成的Z值则较小,相应的人字门启闭力也变小。综合考虑人字门启闭运行水动力特性的影响因素,合理选取Z值,可得到比较准确的计算结果,优化启闭机容量。

三角闸门门缝输水运行工况研究

门缝输水是三角闸门的一种重要特性。基于三角闸门门缝输水,低水头船闸可以不设置阀门以降低工程建设成本,但具体适用工况尚难把握。依托未设置阀门的大柳巷船闸,采用理论计算与现场实测相结合的方法,分析了门缝输水时水力及启闭力。研究表明:口门越大三角闸门能承受门缝输水的水头越小;目前门缝输水有关计算公式尚需结合三角闸门的结构特点确定流量系数;三角闸门启闭力除按规范公式计算外还应考虑门体缝隙流和惯性阻力矩的影响。

浅议发动机水泵汽蚀现象及预防措施

气蚀现象在水泵的工作环境下经常发生。发动机水泵汽蚀现象会导致水泵流量下降,噪声激增,输出流量和压力剧烈波动,系统无法稳定地工作。可以从很多方面改善发动机水泵气蚀,例如水泵本身结构设计,发动机水道结构设计,整车冷却系统结构设计等等均可改善发动机水泵气蚀现象。本文主要讨论气蚀发生的原因、现象以及从几个方面改善的措施,最重要的是从冷却系统结构设计改善水泵的气蚀现象。合理的冷却系统配置和布置能够有效避免发动机水泵的汽蚀现象。目前卡车冷却系统大多采用闭式强制冷却系统,其主要依靠压力盖来实现。压力盖可以提高冷却系统内压力,合适的压力盖开启压力能够有效抑制发动机水泵的汽蚀现象,保证发动机水泵的正常工作,同时能够消除汽蚀现象引起的高频压力冲击产生的噪声。

高水头条件下闸门槽混凝土集中漏水处理

针对高水头条件下某水电站工程进水口闸门槽混凝土集中漏水的情况,分别介绍了实际施工过程中采用的各种堵漏处理方案及施工过程,重点阐述了采用封闭顶压+LW水溶性聚氨酯化学灌浆对闸门槽混凝土漏水的应急处理效果,为有效处理该类问题提供参考。

闸门静水启闭探讨

闸门的静水启闭问题，是一个马虎不得的问题，必须把握好充水平压，才能有效避免安全事故及经济损失。文章以对比的论述方法，分别阐述了普定电站进水口检修门、冲沙底孔检修门、尾水检修门、蝴蝶阀的启闭方法，将一些工作经验作了汇集整理，对工作应该是不失好处的。