混流式水泵水轮机驼峰区压力脉动特性

为了研究混流式水泵水轮机在驼峰区内部流动的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,对模型机组进行了全流道非定常数值计算.结合试验数据,分析了泵工况下驼峰区流道内不同位置处压力脉动特征和流态特征,讨论了流量变化对机组压力脉动特性的影响.结果表明:驼峰区工况下,蜗壳出口的压力脉动主要受到其内部流动特性的影响,同时受到上游双列叶栅作用的影响,在驼峰区极小值工况点处其压力时域变化周期性被扰动;导叶后转轮前的压力脉动主频为低频,第2主频为9倍转频和18倍转频,压力脉动幅值随着流量减小而增大;锥管内压力脉动都属于低频压力脉动,在驼峰区极小值工况点处,锥管上游压力脉动受下游转轮-尾水管动静干涉作用影响较大,出现了高频成分的压力脉动.

关于水泵水轮机最高扬程驼峰区安全裕度选取的建议

水泵水轮机最高扬程驼峰区安全裕度是抽水蓄能电站的关键参数,不仅仅关系到水泵水轮机高扬程抽水的安全稳定性,同时对水泵和水轮机总体性能,包括效率、入力、出力、空化、稳定性乃至过渡过程的稳定性均有重要影响。由于现有水泵水轮机规范和合同对该指标的要求过于严格,对总体性能产生了不利影响,为此提出建议,供相关电站参考。

混流式水泵水轮机驼峰区非定常内流动特性研究

为了研究混流式水泵水轮机在泵工况下驼峰区内的流场信息,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,对模型机组进行了全流道非定常数值计算。结合试验数据,分析了泵工况下驼峰区内流道内不同位置处的流态特征,讨论了流量变化对驼峰区内流动特性的影响。结果表明:当机组进入驼峰区时,流量减小,介质的轴面速度变小,冲角增大,这时流体射向叶片的背面,在工作面上出现流动分离、旋涡现象。双列叶栅处部分固定导叶和活动导叶压力面及吸力面逐渐被低速区流体包围,这些低速流体形成旋涡,阻塞了流道,能量损失变大,导致水力效率降低。这些因素是驼峰区形成的主要原因。

驼峰区内混流式喷水推进泵失速状态判别研究

为了对混流式喷水推进泵的驼峰区内失速状态进行判别,捕捉失速涡的位置、形态、尺度,基于RNG k-ε湍流模型对混流泵多工况下的内部流场进行数值计算。研究结果表明:伴随着旋转失速在叶轮流道内产生,混流式喷水推进泵扬程、效率皆呈现大幅度下降,能量损失严重;在叶轮进流面流动分离、出流面回流、旋转失速的综合作用下,混流式喷水推进泵在0.3Qdes^0.8Qdes的扬程曲线都呈现驼峰区特性;依据过流参数、内流特性、压力分布等评判指标对驼峰区各工况流动特性进行判别,明确了各工况下所对应的失速状态;通过捕捉初始失速工况下的失速涡,发现其紧附在叶片后缘吸力面侧,横跨整个叶轮流道,并有向下游叶片前缘延展趋势;失速状态下的来流在受到失速涡的卷吸效应及堵塞作用下,流动路径呈现多次偏折,部分来流在失速涡堵塞效应及泄漏流冲击的共同作用下,最终流向下游流道。

混流式水泵水轮机驼峰区压力脉动数值分析

采用DES数值模拟方法对水泵水轮机驼峰区的多个工况点进行了非定常数值模拟,并对驼峰区的压力脉动幅值和频率进行了评估,同时对驼峰区的特性及流态进行了分析。经试验对比,DES数值模拟方法能够对驼峰区压力脉动的频率做出较为准确预估,同时能对幅值进行准确的预测。

抽水蓄能机组水泵工况驼峰区的处理浅析

潘家口电厂为坝后式抽水蓄能电站,在抽蓄机组属于较为特殊型机组,水头变化较大,且含142.8 r/min与125 r/min两种转速,电站机组装机3台,单机容量90 MW,总装机容量270 MW,3台机组于1992年开始相继投产。本文对潘家口电厂机组在高水头水泵工况下振动过大原因进行了分析,并进一步探讨了解决方法与预防手段。提出了在抽水蓄能机组设计阶段存在缺陷的情况下,如何有效处理高水头水泵工况下机组进入驼峰区的方法和避免机组进入驼峰区的方法,可简述为机组进入驼峰区后可通过调速器施加扰动,使机组过渡到稳定阶段,机组可以通过限制水泵工况下启动开度来避免机组进入驼峰区。希望可以为国内外同类型且存在类似问题的机组提供借鉴。

基于CFD的水泵水轮机水泵工况驼峰性能评判研究

以两个水泵水轮机模型转轮为研究对象,联合分析了单流道计算结果与模型试验结果,形成了不同转轮方案“驼峰”性能比较的CFD评判方法,对水力设计时“驼峰”性能的优化提供了理论指导,同时对转轮和活动导叶在压力系数“转折点”和“驼峰”谷点工况下进行了内部流态分析,对“驼峰”现象的产生原因有了更加深入的了解。结果表明:转轮对比时,压力系数“转折点”流量系数越小,模型试验得到的“驼峰”谷点流量系数越小,压力系数越高,“驼峰”裕度越大;活动导叶近顶盖区域的不稳定流动是单流道计算时压力系数曲线出现“转折点”的主要原因;转轮内部分流体从低压边近上冠侧向高压边近下环侧的流动导致活动导叶近底环区域产生复杂的紊流,严重堵塞了流道,导叶的过流能力下降,是水泵工况出现“驼峰”现象的内因。

混流式水泵水轮机驼峰区数值模拟及分析

本文基于三维定常Navier-Stokes方程和重整化群κ-ε湍流模型,采用贴体坐标、非结构化网格和有限体积法,对水泵水轮机模型在某一导叶开度下的泵工况进行全流道内部流场模拟。采用CFD技术模拟分析水泵水轮机泵工况的特性,经与试验结果比较,研究所得数值模拟结果能较为准确地预测水泵水轮机在泵某特定工况下的特性。本文介绍了利用数值模拟的结果对特性曲线驼峰区处的流速分布、涡分布进行的分析研究,并对水泵水轮机泵工况特性曲线驼峰区形成原因进行了初步的分析。

高水头水泵水轮机驼峰特性研究综述

在高水头水泵水轮机中,泵工况运行下的驼峰特性会导致机组强烈振动甚至跳机,严重威胁机组的安全稳定运行,是水泵水轮机中的水力不稳定现象之一。驼峰特性主要是由转轮与固定导叶之间的旋转失速引发的。本文主要从驼峰特性的机理研究,旋转失速的研究,驼峰特性的试验和数值模拟研究以及驼峰特性的迟滞效应几个方面介绍和讨论了国内外研究者对这一现象的研究,为以后对驼峰特性的深入研究以及减小驼峰特性对机组运行的影响作基础。

端壁开缝改善轴流泵驼峰的机理

为了探索可有效抑制轴流泵特性曲线驼峰区的方法,该研究针对某轴流泵开展端壁沿轴向开缝的数值模拟研究,分析缝数目、缝长度和缝角度对轴流泵性能的影响规律,结合全通道非定常模拟揭示端壁开缝对轴流泵驼峰区的改善机理。研究结果表明,端壁开缝能够有效抑制轴流泵的驼峰现象,失速工况的扬程和效率分别提高了83.5%和8.13%。增加缝的数目和缝长可提高开缝抑制驼峰的能力,但缝过长会降低设计工况的效率,在一定范围内增加缝的径向倾角有利于驼峰区的改善,但不宜超过45°。在驼峰工况区,叶顶泄漏流呈旋涡状向叶轮进口方向发展,与来流共同作用堵塞叶顶通道,导致叶顶区域扬程突降。在叶片正背面压差作用下,缝内建立的喷射与抽吸的流动循环可使相对液流角在0.9倍相对叶高处以上部分明显降低,最大降幅62°,平均泄漏强度降低41.4%,叶顶中部附面层厚度降低18 mm,有效抑制由叶顶泄漏涡与主流相互作用造成的堵塞,并可削弱叶顶部位由叶顶泄漏涡等二次流诱发的压力脉动,是改善轴流泵驼峰区以及提升小流量工况效率的原因。端壁开缝具有改善轴流泵驼峰的巨大潜力。

水泵水轮机稳定性预判与对策

基于已有工程经验或解决方案,提出了水泵水轮机水轮机工况空载稳定性、水泵工况高扬程区稳定性和导叶小开度振动在水力研发和试验阶段的初步判断方法,并探讨了预防不稳定性的措施。

磁暴期内中低纬电离层扰动实例分析

用四个经度链附近电离层垂测资料，分析1986年2月6－10日磁暴期间的电离层扰动现象。磁层－电离层间电动耦合的东向电场是造成多站f0F2同时突增的主要机制。扰动的赤道电集流使'喷泉效应'增强对赤道异常驼峰区f0F2增高也起重要作用。磁暴后期，电离层扰动发电机电流系在低纬区的西向电流、电场使F层电子密度下降，而赤道区'喷泉效应'减弱的结果则是驼峰区各站f0F2明显下降的原因。

混流式水泵水轮机主要水力性能参数模型验收试验探讨

介绍了混流式水泵水轮机模型验收试验内容和主要性能参数的验收方式,对包括水泵高扬程区域的驼峰区和水轮机启动工况的不稳定"S"区等主要水力性能参数的试验验收问题进行了探讨,简述了无叶区压力脉动频率特性。

改善轴流式风机工作特性的研究与实践

针对轴流式通风机工作特性曲线上存在的“驼峰区”导致通风机不能稳定运行的问题,提出通过改变通风机的结构,增加气体分离装置,即利用“稳流器”来改善通风机工作特性、消除“驼峰区”、扩大通风机工作区间,进而满足煤矿不同开采阶段通风的需要。

轴流风机无驼化方法研究

对消除轴流通风机驼峰区的主动控制方法和被动控制方法进行了分析 ,比较了各类方法的优缺点 ,指出在现有流体机械内部流动理论、数值计算和制造工艺等条件限制下 ,通过主动控制方法消驼还不现实。近期内应以完善被动控制方法为目的来进行轴流风机消驼研究。

可逆式水泵水轮机研究现状综述

抽水蓄能电站大都采用可逆式水泵水轮机,针对可逆式水泵水轮机的设计缺陷,介绍了可逆式水泵水轮机的驼峰区和"S"特性,结合近几年国内外的研究成果,总结了优化转轮设计、机组避开"S"特性区运行等解决水轮机设计缺陷的方法。

轴流风机性能无驼化研究的进展

本文把矿井对主要通风机的要求定位于“性能无驼峰” ,介绍了国内外通风机分离控制的理论成果和控制技术 ,提出了矿用轴流风机性能无驼化研究的思想。图 4,参 6。

高水头下机组抽水启动振动大原因分析

潘家口电厂为坝后式抽水蓄能电站,在抽水蓄能电站中属于较为特殊的电站。电站安装3台抽蓄机组,机组水泵工况含有142.8 r/min与125 r/min两种额定转速,可以满足在不同水头下水泵工况运行。2018年4月13日潘家口电厂3号机组在高水头下水泵工况启动,进入驼峰区运行,导致机组振动过大,作者对此事故进行了分析研究。最终查找出事故的原因将问题解决,为今后坝后式机组的设计提供借鉴。

微机可控顶调速系统合理布顶原则及示例

微机可控顶调速系统是小能力驼峰设计中普遍采用的一种调速制式,现已在全路多个车站驼峰设计中采用。根据微机可控顶调速系统的特点,论述了驼峰溜放部分和驼峰减速区部分的布顶原则,提出可控顶档位、型号的选择,控制分组及钢轨道岔内的布顶数量,并举以设计示例进行说明。

一种新型的电子式导叶主令控制器的设计及应用

从目前老式机械凸轮式主令控制器存在的安装困难、动作精度不高且易误动作等问题出发,采用电气反馈、微机测量控制和输出的设计思路,提出了一种新型的电气式微机主令控制器,给出了总体设计方案、模拟输入输出电路、继电器输出电路,阐述了软件设计方法和流程,并结合现场应用情况,分析了新型装置取代老式装置的各种优点。最后指出了新型装置可极大提高水电站自动化元件水平,符合当前电站计算机监控系统的数字化要求。