大型水轮机真机全水头段效率测试分析

介绍了混流式水轮机全水头段原型效率测试，得出了各水头下的实测水轮机效率曲线，绘制出全水头段的水轮机运转综合特性曲线，并将实测曲线与模型曲线进行了对比分析。     

刘家峡5号机组水轮机能量特性试验研究

水轮机能量特性试验是评价水轮机性能的重要指标,利用模型综合特性曲线通过相似理论换算所得的水轮机运转特性曲线是否能正确地反映原型机组的运行性能,是行业关心的一个重要问题。文中详细介绍了对刘家峡5号机组扩修前后进行水轮机绝对效率试验的研究情况,包括试验方法、标准、测量参数,误差分析,以及试验数据整理和分析,并对扩修前后的水轮机能量特性进行了对比分析,其结果对提高电厂及整个电网的安全经济运行具有一定的参考价值。     

论水轮发电机组流量方程的分段拟合法

１问题的提出水电厂实现厂内经济运行的基本依据是机组流量特性（即Ｑ—Ｎ曲线）。以往国内水轮机制造厂向水电厂提供的运行特性曲线是由模型机试验结果换算得来的。由于各种原因不可避免地存在着原型机与模型机之间的性能差异，且随运行时间的延长，这种差异不断扩大。因...     

葛洲坝3号机相对效率试验结果分析

相对效率试验是评价水轮机效率特性的重要手段。葛洲坝3F机为轴流转浆式机组,本文介绍了葛洲坝3号机125-150MW改造增容后相对效率试验的情况。对全水头协联试验时相对效率曲线与及中低水头时的出力余量进行了分析,比较了最优协联效率曲线与现有协联效率曲线,使用插值法比较了水轮机改造前后机组的效率,并对试验过程中发现的异常噪声进行了分析。结果表明:3号机高效区较宽,中低水头时出力余量较大,能达到保证出力;通过提高协联控制水头的精度与及改善协联关系能够提高机组效率;水轮机改造后机组的效率在高水头时得到了提高;试验中发现的异常噪声由卡门涡与叶片共振引起,叶片出水边修型后,异常噪声消失。     

抽水蓄能电站模糊动力特性修正方法的研究与应用

针对我国大部分抽水蓄能电站无法开展水泵水轮机真机试验的现状,为了能够开展抽水蓄能电站的厂内优化调度和水火电站联合经济运行,提升抽水蓄能电站的动态效益,从研究抽水蓄能电站的水泵水轮机模型试验资料、引水管的设计资料以及制造厂提供的发电机效率特性曲线等原始资料出发,首先,获取了模糊动力特性数据;其次,结合抽水蓄能电站计算机监控系统的历史数据库,采用挖掘数据对模糊动力特性数据进行基于"指数衰减"方法的点对点静态修正;再次,采用基于可拓神经网络的训练方法,基于"同趋不相交和机组段水头线性等间距"的原则,对动力特性数据进行再次动态修正,并把两种方法集成编译为计算机软件模块,嵌入式开发了"抽水蓄能电站水泵水轮机动力特性分析系统V3.0"。实践应用表明,修正后的抽水蓄能电站动力特性方程符合工程应用实际,取得了很好的实际效果,这为下一步开展抽水蓄能电站的厂内优化调度和水火电站联合经济运行调用奠定了基础。     

用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机（包括水轮机和过水系统）的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即“机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机”的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。     

轴流转桨式水轮机性能预测及运行综合特性曲线绘制

本文对轴流转桨式水轮机进行了全流道三维定常湍流计算,完成了200多个工况点的计算.预测了水轮机的能量性能和空化性能,在此基础上通过包络线法绘制了机组在各个水头下的运行特性曲线,并进一步通过绘制一系列的等效率曲线、等空化系数曲线等得到了水轮机的运行综合特性曲线.计算模型建立在雷诺时均连续性方程和Navier-Stokes方程的基础上,选用标准k-ε双方程湍流模型使方程组封闭,数值求解通过SIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解.     

大型变速抽水蓄能机组的转速及开度寻优策略研究

变速抽水蓄能机组由于效率高、适应水头范围宽、调节性能优越,具有广泛应用前景,但核心控制技术一直处于国外垄断,资料匮乏。本文从可获得的水泵水轮机模型综合特性曲线入手,以效率优化为目标,通过设定的水泵水轮机出力和工作水头,提出了在水轮机工况下变速抽水蓄能机组的转速和开度寻优方法。同样,从水泵模型能量特性曲线入手,基于水泵入力和扬程,提出了水泵工况下变速机组的转速和开度寻优方法。可供抽水蓄能电站变速机组的控制和研究提供一定参考。     

水轮机导叶漏水率及效率试验研究

水轮机导叶漏水率和效率是评价水电机组运转性能的两个重要的指标。介绍了目前应用较为广泛的导叶漏水率及效率试验的试验原理及方法,根据国标要求,针对试验机组提出最优试验方法,并根据试验数据拟合性能曲线,与预期运转曲线进行对比,明确了机组最优效率运行工况区域,并根据完整的试验案例为类似机组提供参考和依据。     

上犹江水电厂水轮机原型运转综合特性曲线的绘制

介绍上犹江水电厂水轮机增容改造后的效率试验过程及效率曲线与运转综合特性曲线的绘制。     

新丰江发电公司1号水轮机增容改造

水轮机增容改造后能否达到设计保证的出力和效率,改造后的水轮机的能量特性如何,是个普遍关注的问题.文章分析了水轮机改造后的出力和效率,以及水轮机在各特征工况下的能量特性.     

白山发电厂5号机组的水轮机改造

白山发电厂5号机组运行多年后,设备老化严重,为保证安全运行,需对其进行改造。在改造前通过水轮机模型试验、强度计算和结构优化设计等多项手段进行了充分的论证以保证改后效果。本文对5号机组的水轮机的改造系统地进行了阐述,并进行了改造前后的稳定性试验,进行改造结果的比较论证,试验结果说明改造后水轮机的水力稳定性较改造之前优良,也说明水力设计、结构设计和强度设计的方案的正确。本文对混流式机组的改造提供了可借鉴的经验。     

溪洛渡水电站福伊特水轮机模型及验收试验

为了检验溪洛渡水电站福伊特水轮机模型的水力特性,进行了水轮机模型验收试验,包括效率试验、出力试验、空化试验、压力脉动试验、飞逸试验、轴向水推力试验、导叶水力矩试验、筒阀下拉力试验、蜗壳差压试验、尺寸检查等试验内容。试验结果表明溪洛渡电站福伊特水轮机模型具有良好的重复性,模型水轮机的各项水力性能指标均满足合同要求,模型的几何型线和流道尺寸可用于原型机的生产制造。     

超声波测流法在水轮机效率试验中的应用

本文采用超声波测流法进行水轮机流量测量,并成功在某电站机组改造后的效率试验中应用,其结果表明该方法准确可靠。     

水轮机调速器微机动态测试仪及其在水电站上的应用

水轮机调速器微机动态测试仪是一种较高级的智能化测试仪器,系国内首次将微机技术应用于水轮机调速器的动态特性试验。其结构小巧,重量轻,很适用于水电站现场试验。它可以进行调速器的空载扰动试验、甩负荷试验、脉冲法测转速死区试验和静特性曲线试验。     

基于主曲线方法的水轮机特性曲线的数值拟合

主曲线是用一维光滑曲线对数据集合进行信息抽取的一种方法,是第一主成分的非线性推广.通过分析传统回归方法在水轮机特性曲线数值拟合中存在的问题,提出了利用主曲线作为数学工具对水轮机特性曲线进行数值拟合.理论分析与实践表明,利用主曲线方法进行水轮机特性曲线的数值拟合,不仅拟合精度可以得到保证,而且对各种曲线可以用以投影指标为自变量的统一的数学表达式进行描述.该方法为水轮机特性曲线的数值拟合提供了一个新途径.     

泵段、水泵模型测试段与泵段效率修正

根据低扬程大型泵站泵装置出水流道的水力设计要求,修正了＂泵段＂的定义,计算了水泵模型测试段中进出水管道的水力损失,并对＂泵段＂效率进行了修正;根据修正后的＂泵段＂效率对南水北调东线工程3个泵站设计工况的＂泵段效率＂、流道效率和泵装置效率之间的关系进行了验证性计算。研究结果表明：＂泵段＂宜定义为由水泵叶轮和导叶体这两个最基本的过流部件组成;南水北调工程水泵模型同台测试提供的水泵模型综合特性曲线表达的是水泵模型测试段的水力性能,其中包含了测试段中进水管道和出水管道的水力损失;大型泵站泵装置中的＂泵段＂性能应在水泵模型测试段水力性能的基础上考虑进出水管道水力损失进行修正;由水泵模型测试段性能修正得到的＂泵段＂扬程和效率均较水泵模型测试段高,设计流量时的扬程修正值约为0.15m左右;效率修正值与水泵模型测试段扬程有关,水泵模型测试段扬程愈低,修正值愈大,其幅度约为（1～4）%。流道效率根据流道水力损失及泵装置扬程计算得到,根据流道效率和修正后的＂泵段＂效率对设计工况的泵装置效率进行预测,其结果与泵装置模型试验得到的结果相比小于1%。     

基于效率特性曲面的水电机组在线监测系统设计

能量效率监测是水电机组监测的重要手段之一。为了能够直观、全面地表达监测结果,从水轮机运转特性曲线图上的等效率特性曲线出发,利用相应的插值算法得到效率特性曲面,并根据效率特性曲面设计在线监测系统软件,根据所需监测的工况参数开发了一块可以连续采样的PCI采集卡,以实现水电机组的效率在线监测和直观显示。该系统已在水电厂实际运行。     

多泥沙电站高水头低出力水轮机水力设计策略

在多泥沙河流运行的水轮机,经常受到严重的泥沙磨损危害,机组的检修周期及运行寿命普遍较低。特别是对于高水头低出力要求的水轮机,机组磨损情况往往更为严重。为提高机组的抗磨损性能,水力设计阶段需专门考虑降低流道流速进而提高抗磨损性能的方法。本文以木扎提河三级水电站小水轮机的设计为例,综合考虑易磨损部位的相对流速及机组水力性能,确定了适用于高水头小流量多泥沙电站的水轮机水力设计策略。研究表明常规降低转速的方法对转轮及导叶出口流速、密封间隙内流动均有显著影响,转速降低的程度应通过流场对比分析合理确定。在高水头电站导叶尾部磨损更为严重,通过采取增大分度圆、优化导叶翼型及相对位置等可有效降低导叶后相对流速。采用长短叶片转轮,可大大降低转轮内部流速,提高在高含沙条件下机组的抗磨损性能,提升水轮机的运行稳定性及安全使用寿命。本文的研究可为多泥沙电站的水轮机设计策略提供有效参考。