长短叶片水轮机尾水涡带动态特性数值分析

在保证CFD模拟长短叶片混流式水轮机可靠性的基础上,通过改变蜗壳进口流量,模拟得到了水轮机历经额定运行、甩负荷、部分负荷稳定运行、增负荷和额定运行五个阶段的尾水涡带演变规律.结果表明:长短叶片水轮机偏负荷工况不会形成常规混流式水轮机的螺旋涡带,尾水管边壁压力脉动幅值较小.采用Q准则和本征正交分解(POD)方法分析尾水涡带结构,当流量改变时,主流在尾水管中心和边壁之间转移,伴随复杂的涡带结构演变.随着负荷减小,单一柱状涡带、多级缠绕螺旋涡带和管壁处多股片状螺旋涡结构所携带能量依次增强,在部分负荷时管壁处螺旋涡结构能量占比达到8%以上.

尾水管导流栅的减振性能分析

针对尾水涡带的偏心运动对涡带压力脉动形成的影响,通过理论分析,推导了压力脉动力与涡带偏心距之间的关系表达式,同时对某实际模型在安装导流栅前后分别进行了全流道的三维湍流数值模拟,综合比较理论与模拟数据。结果表明,通过安装导流栅能起到限制涡带偏心运动的作用,从而达到降低压力脉动的效果。

水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性

为了研究水泵水轮机在水轮机工况下的压力脉动特性,采用SST k-ω湍流模型对模型水泵水轮机在水轮机工况下的三维非定常湍流进行模拟.在试验验证的基础上,通过调整活动导叶的开度以实现机组不同的运行工况,分析了3种流量工况下导叶、转轮和尾水管内的压力脉动规律.结果表明,尾水涡带形态和旋转方向对机组压力脉动的影响很大:在小流量工况下,尾水涡带为螺旋状,旋转方向与转轮转动方向相同,转轮出口产生强烈的低频压力脉动,转轮叶片上的压力脉动频率约为转轮转频的0.62倍,尾水管压力脉动主频约为转轮转频的0.36倍;在最优工况和大流量工况下,尾水涡带变为管状,转轮出口压力脉动幅值变小,在转轮叶片表面检测到与尾水管压力脉动主频相同的压力脉动;大流量工况下涡带旋转方向与转轮旋转方向相反,尾水管内压力脉动的最大值出现在弯肘段区域.

混流式水轮机功率异常波动成因分析

石门坎水电站混流式水轮机组在部分负荷下运行时,机组有功功率波动过大导致该电站无法并网发电。采用SST湍流模型对该电站水轮机在偏工况下的三维不稳定流动进行了仿真计算,重点分析了尾水内部压力脉动特性,研究发现:尾水管空腔涡带振动频率与发电机自振频率发生共振是引起机组有功功率摆动过大的主要原因。

某大型水电站机组低频振荡现象分析

某水电站安装有6台550MW混流式机组,其作为川渝电网的重要电源点,自投产以来,一直发挥着电网主力调峰、调频和事故备用作用,现全站已投入AGC运行。但是机组振动区范围宽、负荷可调区间小,导致机组需要频繁跨振动区,在振动区边沿运行时,常出现振动、摆度超限的情况,并触发低频振荡报警。针对此问题,深入梳理低频振荡现象,并结合多种理论开展仿真分析确认主要诱因,并给出建议措施,希望能为同行提供一定借鉴意义。

施秉县小塘河电站水轮机空腔空蚀处理及原因探析

贵州省施秉县小塘河电站建成后 ,由于运行在低负荷区 ,水轮机吸出高度又大于最大允许吸出高度 ,致使水轮机空腔空蚀严重。采用尾水管十字架补气阀补气后 ,得以彻底解决。