某水电厂1号混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究

尾水管压力脉动是混流式水轮机运行稳定性的重要评价指标,研究尾水管压力脉动和机组振动稳定性对指导机组的安全运行、技术改造及科学调度具有十分重要的意义。对某水电厂1号机组进行了变负荷稳定性试验,分析了各工况下尾水管压力脉动、顶盖振动和水导轴承摆度信号之间的相关性。试验结果表明在部分负荷区域,尾水管压力脉动与顶盖振动及水导摆度信号高度相干,尾水管内低频涡带是引起机组振动的关键因素,对顶盖振动和水导摆度都有重要影响。

黄南电站水轮发电机组设计及现场试验

浙江省松阳县黄南电站装机2台5 000 kW混流式水轮发电机组,该电站具有水轮机水头变幅大的特点,满发时最大水轮机水头与最小水轮机水头的比值接近2倍。水头变幅大不仅给机组选型带来较大难度,还可能导致机组在局部工况下振动、摆度等机械性能变差,影响电站安全稳定运行。据此,合理选择水轮机转轮水力模型,确定机组额定工况点,选取合适的转轮直径和转速;分析机组振动、摆度试验成果,真机现场测试证明取得良好的运行效果。

广东野猪山抽水蓄能电站机组选型设计

广东野猪山抽水蓄能电站水轮机工况发电水头变幅范围为446.9~517.2m,水泵工况抽水扬程变幅范围为457.6~522.9m,安装4台单机容量为300MW的立轴单级单转速混流可逆式蓄能机组。通过对抽水蓄能电站机组选型的介绍和剖析,对抽水蓄能电站水泵水轮机的选型设计进行了完整的总结。

超常规水头变幅电站的水轮机选型研究

我国有大量水电站所在河流泥沙含量高,在夏季丰水期需降低水库水位作排沙运行,导致电站在丰、枯水期运行时水头变幅很大。"超常规水头变幅电站"即是指最高水头与额定水头之比超过1.4的水电站。为满足灌溉需要,部分超常规水头变幅电站水库各旬放水量极不均匀,又会导致过机流量变化也很悬殊,常规的水轮机选型原则无法满足类似电站的选型需求。通过分析新疆某超常规水头变幅电站的运行参数,划定了高、低水头段,使水轮机组分别配置相应的水轮机转轮,以实现在不同水力参数下运行时,水轮机均处于较高效率运行范围,同时提升了水轮机的运行稳定性。

高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析

针对泥沙直径对混流式水轮机蜗壳和导水机构内部流场产生影响的问题进行了初步研究,采用固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行了全流道数值模拟,通过单一变量法来研究不同来流泥沙的直径对蜗壳和导水机构内部压力及泥沙分布产生的影响。研究结果表明:与清水相比,含沙水流会不同程度地使蜗壳和导水机构内部的水压力载荷增加,在相同工况下,蜗壳底部、蜗壳鼻端、固定导叶和活动导叶头部的泥沙浓度较大;小直径下泥沙分布均匀,随着泥沙直径的增加,泥沙浓度的梯度变大,泥沙分布更加集中,从而会使磨损加剧。该研究成果可为在含沙水流中运行的水轮机设计提供参考。

超低水头潮汐电站机组选型设计

以山东乳山口潮汐电站机组选型为例,阐述了超低水头潮汐电站在机组机型、机组参数选择方面的特殊性,为超低水头电站、竖井贯流式电站机组选型及机组参数选择提供参考。

70 m水头段贯流混流式水轮机转轮设计研究

本文对应用于７０ｍ水头段的贯流混流式水轮机转轮设计提出了具体方案，并根据转轮流场计算结果得出其方案优越于同水头段的现代混流式转轮的结论。

高水头大变幅混流式水轮机尾水管内部流动分析

为探究高水头大幅变化对混流式水轮机尾水管涡带的演化及对压力脉动的影响,以国内运行水头变幅最大的紫坪铺水电站水轮机为例,通过三维建模及定常和非定常条件的CFD分析,研究混流式水轮机在相同开度下最大水头、设计水头和最小水头三种工况的流动特点。结果表明,最小水头工况下尾水管内部流态较乱,尾水管中存在螺旋型空腔涡带,主要分布在直锥段。最大水头工况下尾水管的柱状涡带直径较大,且分布在直锥段和弯肘段,对机组振动和空化影响较大。研究结果阐明了非定常流动的特性,揭示了尾水管内压力脉动与涡带发展形态变化的规律,可为水轮机的安全可靠运行提供技术保障。

混流式水轮机叶道涡工况下转轮叶片表面空化研究

为研究混流式水轮机叶道涡工况下叶片表面空化现象,选取了6个典型工况开展机组全流道仿真模拟。首先分析了转轮域流线分布、不同叶高处的速度分布,表明叶道涡工况下转轮叶道内水流连续稳定的速度分布被破坏;通过叶片表面压力分布和空泡体积分布,发现叶道涡将加剧叶片压力面的压力梯度变化,导致叶片近出水边区域压力面和吸力面的压力差加大,造成叶片压力面出水边与泄水锥连接处发生空化现象;最后选取叶道内水体的体均湍动能、湍动能总量和湍动能最大值作为叶道涡密度、广度和强度特征,探究了水头和功率变化对叶道涡产生的影响,结果表明功率变化对叶道涡密度和广度方面的影响大于水头,而水头影响作用更多地体现在叶道涡强度变化上,且随着叶道涡密度、广度和强度增大,叶片表面空化面积将进一步扩大。

基于CFD的微水头双向水轮机叶片比选及整机性能分析

针对微水头双向灯泡贯流式水轮机叶片翼型和形状对其性能的影响,在相同设计水头下,对3种叶片的微水头双向贯流式水轮机进行了CFD数值模拟,对比分析了正反向工况下3种叶片的水轮机的外特性(流量、效率、出力)、叶片表面静压分布和相对流速矢量分布,最终确定了叶片C为较优叶片,进而分析了较优水轮机模型下的各部分水头损失以及内部流场规律。结果表明,正向工况下由于灯泡体后置,使得出水流道内出现回流、漩涡等不良流态,增加了撞击损失,故正向工况的效率低于反向工况。

水头变幅大的水电站混流式水轮机额定水头及最优工况水头选择的探讨

对水头变幅大、调节性能差的水电站大型混流式水轮机，如何选择水轮机额定水头和最优工况水头在国内历来有不同的意见和争论。本文根据国内外在这方面的经验、教训和国际上惯常遵循的一些原则和做法探讨这一问题和解决办法。

老龙口工程混流与轴流水轮机选择分析

水电工程设计过程中,经常遇到处于交界水头的水轮机选型问题,本文根据老龙口水利枢纽工程设计过程,对处于交界水头内的混流式与轴流式水轮发电机组的选择进行了定量的分析,本着从工程总体出发的原则,从技术和经济角度论证了两种转轮应用于交界水头、不同引水形式电站的优越性和不足。

高水头混流式水轮机长短叶片转轮裂纹分析

石板水电站装有3台35 MW采用长短叶片转轮的高水头混流式水轮机,机组自1997年投入运行以来,水轮机在空蚀、磨蚀、效率、运行稳定性方面表现出很好的性能,但转轮叶片出现了裂纹。为此,从设计、制造质量和运行方面,分析了引起该水轮机转轮叶片裂纹产生的主要原因,提出了防止裂纹的建议,对水轮机的制造和运行有较好的参考价值。

大型混流式水轮机低水头运行振动特性研究

基于机组安稳运行和调度的需要,有必要研究大型混流式水轮机在低水头运行区的振动、空蚀及疲劳等特性,从而在保证调度需求的同时,通过采用合理控制方式避开不利于机组长期运行的区域。以猴子岩水电站#2机组为例,根据电站机组形式及调度运行需求,采用多种测量方法综合分析其在低水头工况下的全负荷区的振动原因及特征,并提出了大型混流式水轮机低水头运行的一般振动特征。研究成果可用于指导工程实践。

几种冲击式水轮发电机组选型方法的分析与比较

结合井冈山明珠一级电站水轮发电机组选型设计实践,采用技术和经济参数比较法评述高水头冲击式机组选型常用方法。结果表明,各种选型方法给出了不同的方案。提出用极限比速法,并采用厂家公式校核的方法选取冲击式机组。

龙头桥电站水轮机的选择

讨论轴伸贯流式水轮机主要特点，分析龙头桥电站选用该种型式水轮机的优越性。

高水头、多泥沙水电站水轮机机型选择

根据高水头、多泥沙水电站的特点,依托印度尼西亚某水电站,采用混流式和冲击式2种水轮机组型式,从机组设计制造难度、运行稳定性、泥沙影响、投资等方面进行分析和对比,优化选出适用于该类型水电站的最佳机组型式及主要参数。

混流式水轮机顶盖水位上升原因分析及运行对策

以龚嘴水电站为例,论述了混流式水轮机顶盖水位异常上升的原因。主轴密封装置漏水、导叶套筒漏水、真空破坏阀无法复归、顶盖排水孔阻塞或者空心固定导叶破裂、顶盖与止漏环冲蚀漏水等都可能引起顶盖水位的上升。针对顶盖水位异常上升的原因,分别提出了相应的运行对策。

高水头混流式水轮机技术在南椰2电站的应用

高水头混流式水轮机由于尺寸小、重量轻、能量指标高等优点已成为高水头水电站的首选,在解决高水头机组运行中碰到的水轮机稳定性、磨蚀、导叶漏水量过大、工地安装困难、机组振动摆度过大等难题中发挥了重要作用。笔者结合高水头混流式水轮机技术在南椰2电站的应用,对基础模型选择及优化、长短叶片转轮技术优势、水轮机参数选择、模型试验、技术难题及对策等进行了回顾、分析和总结。

高水头水电站水轮机选型设计

发电水头大于200 m的高水头水电站基本处于我国西南高山地区,多为引水式或混合式水电站,此类高水头段水轮机可选择项较少。该文以坝王河小井水电站(水头大于360 m)为工程实例,探索高水头水电站装机方案和水轮机选型的方法,可为类似工程提供借鉴。