混流式水轮机压力脉动与振动稳定性研究进展

混流式水轮机水力振动是影响水电站安全稳定运行的关键问题之一,研究混流式水轮机不稳定流诱发的压力脉动和振动问题,对于提高机组和水电站的运行稳定性有着十分重要的意义.本文着重介绍了水轮机压力脉动与水力稳定性模型试验、水轮机压力脉动与振动数值模拟以及水轮机转轮动应力与叶片裂纹研究方面的最新成果.在总结、分析现有研究成果的基础上,提出了混流式水轮机压力脉动和振动稳定性领域需要进一步研究的问题.     

天生桥Ⅱ级水电站5#、6#水轮机转轮水力设计

根据电站参数设计出性能优良的模型轮是水轮机水力设计的关键。本文介绍了天生桥Ⅱ级水电站５＃、６＃水轮机转轮水力设计方法、过程和试验结果,用以为今后其他电站的库仑 设计提供借鉴。     

混流式水轮机叶道涡形成分析及抑制研究

可再生能源的大力发展要求水电机组更加频繁地运行在部分负荷,以平衡电网参数,导致部分负荷下的叶道涡特性成为水轮机水力设计及优化的一个重要考核指标。本文基于理论分析和水轮机模型试验,分析了混流式水轮机叶道涡的形成原因,并提出抑制叶道涡初生和发展的有效措施。研究表明,水轮机转轮不能适应流量较大范围的变化而导致转轮内稳定连续的压力梯度被打破可能是影响叶道涡形成的因素之一。通过压缩转轮流道,采用仿生流线型设计及控制叶片扭曲程度对转轮进行改型,能够有效抑制和推迟叶道涡的初生及发展,为进一步扩大水轮机的稳定运行范围提供参考。     

三峡右岸水轮机水力性能优化设计

三峡左岸水轮机虽然通过模型验收,但其高部分负荷区仍存在诸多不稳定因素,模型试验结果存在高部分负荷压力脉动区.哈尔滨电机厂有限责任公司在三峡右岸水轮机优化设计中理论与实践相结合,通过大量水力设计和模型试验,最终优选出的A858a转轮在稳定运行区内不仅无高部分负荷压力脉动,且空化性能、能量指标及其他水力性能亦非常优秀,更适于三峡水电站长期、安全、稳定、高效运行的要求.     

枫树坝水电站水轮机增容改造

根据电站实际运行参数,通过数值分析及模型试验,验证了哈尔滨电机厂有限责任公司为枫树坝水电站优选出水力性能优秀的A835a水轮机转轮.经过电站真机实测表明:新机组出力、运行性能、各部振动摆度等各项电气机械性能指标达到机组增容改造技术协议的要求.     

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。     

红石水电站4#水轮机水力稳定性的试验研究

本文结合红石水电站轴流定桨式水轮机转轮叶片改造前后的模型试验和现场试验结果,对机组的水力稳定性进行了比较、分析。并对改造后的机组的安全运行提出合理建议。     

白山发电厂机组转轮改造研究

对白山水电站水轮机运行状况进行分析,提出了转轮改造方案,对转轮、基础环、尾水衬板等关键部件的改造施工工艺及关键技术进行了总结和阐述。改造后机组运行稳定,大大增强了机组运行的可靠性,实现了更好的经济效益。此项改造工程的成功实施,对于其他水电机组的改造具有一定的借鉴意义。     

东方电机成功开发出水轮机导叶和转轮相互干涉非稳定流计算软件

在我国,目前对导叶和转轮间相互干涉所引起的水轮机内的不稳定问题的研究很少,但在实际的水电站中,由于导叶和转轮间相互干涉引起的机组振动现象和破坏问题却并不少见。东方电机股份有限公司运用先进的CFD流动分析技术进行非稳定流的计算,开发出水轮机导叶和转轮相互干涉非稳定流计算软件,填补了国内空白,为进一步分析水轮机在整个流动区域的非稳定流动打下了坚实的基础。其意义在于通过对非稳定流的计算结果进行分析,可以为转轮和导叶的设计提供参考,并为转轮叶片和导叶的动应力分析提供动态水力载荷,避免转轮和导叶间由于水力因素引起的…     

丰满发电厂3号水轮机改造

针对电站实际运行参数,通过数值分析优化设计,开发出水力性能优秀的A835b水轮机转轮用于丰满水电站3号机改造.经过电站原型机实测表明:新机组出力、效率、运行稳定性等各项性能指标达到机组增容改造技术协议的要求.丰满水电站增容改造的成功为我国老电站增容改造提出了一种可借鉴的模式.     

灯泡混流式水轮机的研究与设计

本文将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论,并提出了这种水轮机的结构设计方法.通过分析研究,这种新型水轮机具有混流式水轮机和贯流式水轮机的优点,而避免了它们的缺点,可以在较宽的应用水头范围内替代现代应用最广的混流式水轮机,广泛使用于中小型水电站中.     

高比速混流式水轮机的水力稳定性问题

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。当水轮机在远离设计工况(最高效率点)运行时，会产生脱流和涡带，引起机组甚至相邻混凝土构件振动，并可能产生疲劳破坏。近年来，随着单机容量和水轮机尺寸的增大，有些电站因水头变幅大、负荷调节范围宽、水轮机性能不完全适应电站运行条件、制造质量存在问题和补气不利，水轮机出现不同程度的水力振动，导致转轮叶片裂纹，尾水管壁撕裂，有的甚至引起厂房或相邻水工建筑物发生共振，危及电站安全运行。本文对混流式(特别是高比速混流式)水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析和讨论。     

基于动网格技术的混流式水轮机转轮内部瞬态流动数值模拟

水电站过渡过程常常引起水力机组压力脉动、振动和水锤等现象,严重影响电站的安全稳定运行。为了准确捕捉水轮机在过渡过程中的动态特性,本文区别于常规的稳态分析方法,采用CFD计算软件Fluent14.0,利用基于有限体积法的动网格技术对某混流式水轮机的活动导叶和转轮组成的单流道进行了三维瞬态流动数值模拟。真实模拟了在大波动过渡过程中转轮内部流态的变化,分析了导叶关闭过程中转轮内部压力场和速度场的变化过程。计算结果表明:动网格技术能够较好地模拟水轮机转轮内部流场的动态变化,其计算结果为三维过渡过程的研究提供了理论依据。     

铜街子水电站水轮机增容改造论证

本文根据铜街子水电站的水力参数对电站水轮机增容的可行性进行论证分析,介绍了转轮的水力参数和几何参数的选择并推荐了水轮机增容的可行性方案。     

四川官地水电站首台机组转轮移交安装

<正>2011年6月11日,东方电机有限公司设计制造的四川官地水电站首台机组水轮机转轮交接仪式在建设工地现场举行,这标志着雅砻江干流上的官地水电站进入发电"倒计时"。官地水电站位于四川凉山州西昌市与盐源县交界的雅砻江干流上,上游有在建的锦屏一级水电站和锦屏二级水电站,下游有已建成的二滩水电站。官地电站装机4×600MW机组,东方电机设计制造的官地水电站水轮机转轮最大直径7.85m,最大高度4.1m,总重量252t。官地水电站首台机组计划2012年投产发电,2013年工程竣工。     

映秀湾电站一号水轮机改造分析

映秀湾电站水轮机能量参数、效率设计值偏低,不利于水力资源的有效利用。水轮机导水机构过流部件磨损严重,导叶漏水大。转轮经过长期修复补焊叶片变形严重,已多处出现裂纹,机组稳定性变差,水力振动区大,急需对水轮机进行改造。针对1G机组水轮机运行中的问题对其改造方案进行详细分析。     

大中型水斗式水轮机的关键技术

水斗式水轮发电机组是开发高水头水力资源的理想机组,对环境影响较小,机组功率调节范围宽广,与风、光互补性强,机组在部分负荷运行的效率高且稳定性远优于其他任何水电机组.以往因我国缺乏对大中型水斗式水轮发电机组的需求,我国企业在大中型水斗式水轮机研制方面投入不足,研制技术落后国外先进厂家.随着我国水电资源开发向西南高水头地区扩展,大中型水斗式水轮机将迎来较大的应用空间.本文对大中型水斗式水轮机国内外应用现状、研制参数选择、转轮水力设计、配水环管设计、抗磨蚀技术、转轮制造工艺等进行了综述,指出了大中型水斗式水轮机研制需要突破的难题并提出了相关的建议.     

渔子溪电站水轮机的更新改造

渔子溪电站水轮机自70年代初投运后,遭遇了水轮机稳定性和过流部件磨蚀严重等问题,国内专家为解决此问题曾作出过很多努力,80年代后期在不改变原有基础设施前提下采用了新的转轮水力设计和抗磨措施对水轮机进行了改造,水轮机改造的四个目标是延长检修周期,提高运行稳定性,提高水轮机的效率和增大机组出力.现在这四个目标均已得到成功实现.     

水轮机运行加权因子的改进方法研究——以李家峡水电站为例

黄河上游的李家峡水电站运行15年以来,水轮机转轮上出现多条裂隙,严重影响机组运行效率,造成水资源利用效率低下,发电企业的经济效益大幅降低。鉴于此,本文开展了李家峡水电站水轮机加权因子的研究:(1)分别采用数理统计法、基于综合出力系数的改进数理统计法和旬电量平衡法,建立了李家峡水电站水轮机运行加权因子计算模型;(2)以2000—2014年水电站实测运行资料为准,设置了3种计算情景;(3)通过模型的对比分析,推荐基于效率系数的改进数理统计法计算的加权因子为最佳方案,确定了各水轮机运行效率的优劣次序;(4)计算了水轮机转轮改造后的预期加权因子、机组的特征水头和增发电量,优选了水轮机转轮改造预期的特性参数。研究成果对于水电站经济运行具有重要的指导意义和应用价值,为水轮机的转轮改造提供了技术支撑。     

水电站低谷全停运行模式及效益分析

介绍天生桥一级水电站成功实施低谷全停运行方式的情况及相关技术方案,结合运行实际对期间的发电效益进行计算分析,最后根据计算数据说明"低谷全停"在提高机组运行效率和水能利用率等方面的作用及意义.