基于数值仿真的轴流定桨水轮机尾水涡带抑制措施研究

本文以轴流定桨水轮机为研究对象,设计了两种可以抑制尾水涡带的补气措施。采用基于气液两相流的定常数值仿真计算,选取偏负荷典型工况进行了不同补气比条件下的仿真试验。研究发现采用尾水管短管补气只能消除部分尾水涡带,而采用泄水锥中心孔补气可以较为完全地抑制尾水涡带的产生。但同时发现从泄水锥中心孔补入的气体会影响尾水管过流,造成蜗壳入口处的流量下降约3.5%。本研究可进一步丰富补气对轴流定桨式水轮机尾水涡带抑制效果的仿真数据和试验理论。

大黑汀水利枢纽渠首电站水轮发电机组转桨改定桨抢修改造方案

引滦入津供水期间,大黑汀水利枢纽渠首电站1号水轮发电机组在运行过程中由于水轮机桨叶控制油路串腔故障发生甩油现象。为使机组尽快恢复运行,保障发电效益,同时避免机组漏油造成水源污染,结合电站上游水库水位变化情况,在转轮室内将水轮机桨叶与转轮体焊接固定,把水轮机转桨转轮改造成定桨转轮,短时间内机组重新投入运行。实践证明,这种改造方式工期短、投资小,改造后机组运行稳定,可为水轮发电机组类似故障抢修提供参考。

尾水管深度对轴流定桨式水轮机性能的影响

尾水管深度对水轮机的效率及稳定性都有重要影响。为解决某电站水轮机效率及出力不足的问题,采用数值模拟的方法,分析了尾水管深度变化对水轮机性能的影响。通过几个不同尾水管加深方案的比较分析,得出尾水管深度在一定范围内增加能有效提高尾水管回能系数,降低扩散损失。但由于沿程摩擦损失会随深度增加而增大,因而综合考虑损失、效率及经济性因素,最终选定尾水管深度为3.0D1的尾水管深度方案。同时,为保证水轮机的运行稳定性,也比较了该方案对流场稳定性的影响,分析了湍动能及脉动的变化。结果表明尾水管与转轮内流场存在相互作用,直锥段加高后不但会降低直锥段出口的湍动能,也会减轻转轮出口的湍动能。即尾水管内流动的改善也会降低转轮出口附近流场的紊乱程度,显著降低了转轮所受到的径向力及压力脉动峰峰值,提升了转轮内流场的稳定性。此外尾水管深度改变方案对转轮空化性能的影响不大,转轮叶片背面的最低压力范围基本没有变化。

轴流定桨式水轮机的开发及应用

轴流定桨式水轮机具有过流量大、效率高、空化性能好等优点，且机组加工生产费用低，安装、运行及维护方便，但也存在着高效运行区窄和适用范围小等局限性．定桨式和转桨式水轮机在设计参数选择及设计方法方面具有一定的区别．将新开发的轴流定桨式转轮与型谱推荐转轮进行了比较分析，认为其各方面性能均优于后者，是中小型电站改造的理想选择．新开发的几个转轮在牛迹潭、东风、鹰嘴石、江口等电站改造中得到实际应用．

小型轴流定桨式水轮机的技术改造

通过对几座多泥沙河流上小型轴流定桨式电站的技术改造,表明,蜗壳式电站中的水润滑橡胶轴承可以容易地改造为稀油润滑轴承;容量匹配不合理的电站可以把1台机组的转轮更换为适宜于小流量发电的低比速转轮;转轮型号不妥的电站应重新设计与水力参数相符的转轮。这些合理、简便、经济的手段,可大幅提高电站的发电量和经济效益。

轴流定桨式水轮机特型转轮水力设计及数值模拟

某水电站由于原始设计中的选型错误,导致电站水力参数与水轮机参数不相符,两台机组多年来无法正常高效运行,现有水力模型中无法找到可兼容的合适转轮。为此,研究采用传统水力设计方法设计了一个与该型水轮机流道尺寸相匹配且与电站水力参数相吻合的特型转轮,并运用CFD技术进行了水轮机全流道模拟分析。模拟结果表明,设计的转轮效率可达81%,最大出力可达170 kW,满足预期要求,为增容改造方案的可行性提供了依据。据此结果制造的水轮机在电站投运后达到了160 kW的预期目标。

轴流定桨式水轮机不宜轻载运行

水轮机的运行状态或运行条件称为水轮机的运行工况,其主要参数水头(H)、流量(Q)、出力(Q)、效率(η)等,在水轮机的运行过程中经常发生变化,因此转轮内的水流流态也是不断变化的。不同的运行工况,对水轮机的性能有很大的影响。本文通过使用水流速度三角形对不同运行工况的分析,得出结论:轴流定桨式水轮机不宜轻载运行。

轴流定桨式水轮机改造的适应性分析

介绍了轴流定桨式水轮机改为手动调桨式水轮机的技术路线，分析了改造前后水轮机的工况，说明这种改造有着广泛的应用前景，对老电站的技术改造和新电站的水轮机选择具有借鉴意义。

大黑汀水电站2号和4号水轮发电机组增效扩容改造浅析

通过对大黑汀水电站2号和4号机组运行方式探讨,从技术可行性上论证了通过将轴流转浆转轮改为新型轴流定桨式转轮来提高出力和效率,达到发电机增容目的.通过采取主要技术措施改造、经济效益的分析和运行实践的考验,说明对水轮发电机组增效扩容改造不但可以提高老机组的发电能力,而且可以优化电站机组运行模式.

富阳市岩石岭水库一级水电站水轮发电机组增效扩容设计

岩石岭水库一级水电站始建于1979年,2010年电站增效扩容将原电站2台500 kW立轴轴流定桨式水轮发电机组及1台580 kW立轴轴流定桨式水轮发电机组,改造为3台630 kW立轴轴流定桨式水轮发电机组。介绍在不改变主要水工建筑物的前提下,针对原机组存在的主要问题,通过水轮机机型的选择设计,成功进行增效扩容改造。

改变轴流定桨式水轮机桨叶装置角提高引水式电站枯水期的经济效益

青海高原某明渠引水式小电站,装机容量为2×1350kW,系重庆水轮机厂生产苏ⅡPK510-BБ-180水轮机,其基本数据为:额定出力 N_■=1350kW;转轮直径D_1=1800mm;额定转速n=250r/min;

河南省出山店水电站水轮发电机组选择研究

出山店电站是一座小型低水头水电站,适合采用传统的轴流式水轮机组或轴伸贯流式机组,结合工程布置与投资等方面的技术经济比较,出山店电站采用立轴轴流式机组是合理的。水轮机定桨高效率水力模型应用于电站,机组综合效率高,充分发挥电站运行的经济效益。

“轴流定桨式水轮机研发及产业化”通过科技成果鉴定

广东省机械工程学会日前在兴宁组织主持召开了由广东鸿源机电股份有限公司完成的“轴流定桨式水轮机研发及产业化”项目科技成果鉴定会。该项目产品采用轴流定桨结构、水压活塞式主轴密封技术、可自润滑的钢背复合材料、波浪渐进型蜗壳技术，具有结构紧凑、过流能力强、水力效率高、运行平稳等特点，可替代传统灯泡贯流式机型产品。

轴流转桨式水轮机组模块化建模研究

以浙江省某水电站双调节轴流式转桨式机组为例,基于SCT3000仿真平台,按模块化建模的基本原则和方法将水轮发电机组层层剖分为若干相对独立又相互联系的模块,并对本体部分建模,研究了双调节水轮机导叶和桨叶协联及非协联时的运动规律,采用图形化模块构建了数学模型,实现了模块化建模。

超常规低比速轴流定桨式转轮设计及其CAD系统

分析轴流定桨式水电站枯水期小流量下不能发电的原因,提出减容增效改造方案,并指出超常规条件下的设计特点.允许目标转轮叶片出口处有较常规设计值大的正向环量存在,能保证在此工况下的无分离流动.以奇点分布法为基础,利用Visual Basic和AutoCAD开发出低比速轴流式转轮叶片水力设计CAD软件,解决了多哇电站冬季发电问题,并给出了算例.

大黑汀水电站1号水轮机转桨改定桨技术分析

通过对大黑汀水电站1号机组存在转轮漏油和操作油管油路串腔等缺陷分析,决定对机组转轮现场进行转桨改定桨处理。本文分析论证了转桨改定桨合理性、桨叶角度计算分析,以及通过真机试验校核了理论计算角度合理性,通过采取合理的工艺措施现场实施了转桨改定桨和相关设备的改造。水轮机转桨改定浆后运行状况良好,机组稳定性、效率、出力等均达到了改造的预期效果,运行稳定。通过机组改造,进一步优化了电站机组的运行方式,取得了良好的经济效益和社会效益。

轴流式水轮机增效扩容出力不足原因及优化

国内某电站将贯流式转轮更换为轴流定桨式水轮机的增效扩容项目,试运行时发现机组出力达不到预期要求。通过分析该贯流式转轮模型资料以及该电站水轮机流道图纸资料,结合现场试运行情况,提出加大桨叶转角以增大流量进而增加出力的初步方案。随后运用相关CFD软件进行数值模拟,发现除原桨叶转角偏小外,叶片出水边与轮缘交界处的局部形状亦是影响机组出力的主要因素,进而确定了水轮机出力不足的原因,并提出了改进方案。现场试运行表明,机组各项主要性能参数良好,满足技术协议要求,水轮机出力不足问题得到了解决。与此同时,该改进措施及CFD计算方法可为同类型水轮机同类问题的解决提供参考。

水轮机橡胶轴承改造为油轴承的途径研究

采用水润滑橡胶轴承的小型轴流式水轮机,运行于多泥沙河流时,橡胶瓦快速磨损导致转轮室间隙非正常扩大,机组效率剧减乃至带不上负荷。为解决多哇电站的问题,在原有水轮机顶盖狭小的空间内,将水润滑橡胶轴承改造成了稀油润滑轴承,并加设了主轴密封及顶盖射流泵引水装置,成功解决了上述问题。

超低比转速轴流式转轮叶片的计算机辅助水力设计

为解决轴流定桨式水电站枯水期小流量下机组不能发电的问题,在分析其原因的基础上提出了减容增效改造方案,并就计算机辅助设计中的几个技术关键问题的处理提出了解决思路与方法;针对一实际电站具体水力参数给出了用自行开发的CAD软件进行转轮叶片水力设计的示例。示例表明:提出的方案正确可行,编制的CAD软件可靠、快速、准确、界面友好。

黄西水电站水轮机导轴承和密封的改进

针对黄西水电站轴流定桨式水轮机导轴承和密封的缺点,提出了改进方案,实际应用效果良好。