水轮机叶片表面抗磨蚀技术研究现状

水轮机叶片在运行过程中,由于受到高速水流的冲击、气蚀作用,以及水流中夹杂的泥沙等介质的摩擦和切削作用,造成叶片磨损、磨蚀破坏,形成局部腐蚀,从而影响水轮机的出力和运行效率,因此,对水轮机叶片进行表面处理是提高叶片抗磨蚀能力的有效方法之一。从水轮机叶片磨蚀特征、磨蚀机理以及其影响因素等角度来说明水轮机叶片磨蚀破坏的本质,为水轮机叶片选材及耐磨蚀工艺的研究提供依据。同时,还阐述了水轮机叶片耐磨抗蚀金属涂层的主要制备技术,并对未来表面处理技术提出展望。     

混流式水轮机转轮磨蚀处理与防护

水轮机转轮是整个水轮发电机组的核心工作部件，含抄水流中的转轮容易遭受磨蚀破坏，是一个普遍存在的问题，并且也是一直困扰多泥沙河流水电站的难题。长期的研究与实践表明，恰当的选型与良好的水力性能、合适的材质与优良的制造工艺是水轮机抗磨蚀的最根本方法。但对已建成的水电站而言，采用合理的运行方式和一定的检修措施，可延缓或减轻水轮机的磨蚀。     

红山嘴电厂水轮机综合抗磨蚀研究

本文介绍了红山嘴电厂在水轮机综合抗磨蚀工作中所采用的一些新工艺、新方法,为多泥沙电站的水轮机抗磨工作提供了新的思路。     

红山嘴电厂水轮机抗磨研究

本文介绍了红山嘴电厂在水轮机转轮抗磨蚀工作中,所进行的分阶段工作及采用的新工艺、新方法和新思路及存在的问题,为多泥沙电站的水轮机抗磨工作提供了借鉴。     

水轮机抗磨蚀金属材料的优化设计

对抗磨蚀金属材料的基础研究表明,在10种常用结构材料的金属中,以钨、钴、铬的抗气蚀性最佳;生产应用研究结果表明,钨系材料中的火焰喷焊WC-M硬面陶瓷材料,铬系材料中的电镀稀土铬硬面材料,钴系材料中的等离子喷焊CoCrWC硬面材料,都是抗磨蚀性能较优,成本较低,并可进入工业应用的水轮机抗磨蚀结构材料。     

水轮机过流件磨蚀面修复有机复合弹性涂层材料的研究

根据水轮机过流部件的磨蚀机理,研究了一种修复保护磨蚀区的新材料—有机复合弹性涂层;试验和应用证明,该涂层有良好的抗冲蚀、气蚀性能,寿命达一年左右,有显著的推广价值．图４,表２,参４．     

浅谈水电站转轮巧加泵叶减轻水封磨蚀

新疆天富电力公司红山嘴电厂有五个梯级电站,主要利用玛纳斯河水进行发电。由于河水泥砂含量很大,给水轮机水封造成严重磨蚀。为了解决水封磨蚀问题,在一级电站16MW机组转轮上巧妙加装泵叶,达到减轻水封磨蚀的目的,为多泥沙电站的水轮机水封抗磨工作提供了新的思路。     

水轮机过流部件抗磨蚀新技术

小水电站基本分两种类型：一类为原有水利工程配套而建设的坝后式电站和灌渠上的电站;另一类是河道引水式电站,第一类电站水质好、水流清澈;第二类电站存在水质差、杂物多、泥沙含量大等问题。近年来,生态环境恶化,水土流失加剧,加上建设初期考虑泥沙磨蚀问题不够充分,导致引水式电站水轮机泥沙磨蚀问题愈演愈烈。本文针对引水式电站水轮机磨蚀问题,提出应用非金属坑磨材料涂层防护水轮机过流部件。     

水力机械抗磨蚀材料及其防护技术的进展

综述了水力机械过流部件抗磨蚀材料及防护技术的发展历程，概括了抗磨蚀材料的组织结构及机械性能与磨蚀的关系；讨论了抗磨蚀材料从铸铁，青铜到合金钢的发展历程，分析了表面抗磨技术的应用现状，指出表面覆层处理是解决磨蚀的有效方法，其关键是抗磨蚀材料的设计与选择，最后对抗磨蚀材料及其防护技术进行了预测。     

多泥沙河流水电站的水轮机设计

针对多沙河流水电站水轮机的特点，引入新结构、新工艺新方法、新材料，可以效提高机组综合效率，减轻多泥沙河流水电站的磨蚀，提高多泥沙河流水电站机组稳定性。     

含沙水流在水轮机中的流动分析研究

本文从固液两相流的动量方程出发,研究了水轮机蜗壳、导水部件及转轮中的含沙水流运动规律。推证了含沙水流在水轮机中流动时,其沙子和液体的流动属于分离流动,即沙子和液体的运动速度和运动角是不相同的,且沙子质量越大,差值越大;并指出在水头相同时,水中含沙时水轮机的效率一般低于清水时的效率;进而分析了水轮机各过流部件的泥沙摩损规律。     

水轮发电机组闭环开机特性仿真及优化

针对水轮机转轮叶片裂纹现象,从水轮机调速器的开机规律对转轮的影响角度出发,建立计入非线性环节的电液随动系统模型和基于模型综合特性曲线的水轮机模型,分析按一段直线规律变化的闭环开机特性,提出了考虑水轮机工作水头偏差等因素的综合性能指标,并基于该指标对某水电站机组开机过程进行仿真优化。结果表明,按综合指标优化得到的闭环开机过程有优越的动态性能,减少了开机规律对转轮的影响。     

液力透平的数值计算与试验

设计了液力透平试验台,对一单级液力透平进行了试验,得到了外特性曲线.采用全流场和结构化网格技术对液力透平内部流动进行了数值计算.分析了液力透平在不同流量下的压力场和速度场,得到了内部流场的分布规律.应用速度三角形对液力透平叶轮和尾水管内部速度场随流量变化规律进行了研究.结果表明:离心泵反转可用作透平运行,并具有较高的效率;最高效率的数值计算与试验结果相对误差为4.85％;透平内部的压力从蜗壳进口经叶轮到尾水管逐渐减小,进出口压差随流量增加而逐渐增加;在透平叶片背面和工作面存在漩涡区域,漩涡位置和区域大小随流量而变化;在尾水管横截面上存在的圆周速度分量随流量而变化.     

水轮机水力稳定性的分析

根据收集国内外水轮机水力稳定性资料 ,分析了引起水轮机水力不稳定性的因素 ,并结合实例分析可能引起的危害 ,最后提出了解决问题的方法和建议     

基于Gasa-BPNN的水轮机系统辨识与预测控制

Based on the characteristics of nonlinearity, multi-case, and multi-disturbance, it is difficult to establish an accurate parameter model on the hydraulic turbine system which is limited by the degree of fitting between parametric model and actual model, and the design of control algorithm has a certain degree of limitation. Aiming at the modeling and control problems of hydraulic turbine system, this paper proposes hydraulic turbine system identification and predictive control based on genetic algorithm-simulate anneal and back propagation neural network (GASA–BPNN), and the output value predicted by GASA–BPNN model is fed back to the nonlinear optimizer to output the control quantity. The results show that the output speed of the traditional control system increases greatly and the speed of regulation is slow, while the speed of GASA–BPNN predictive control system increases little and the regulation speed is obviously faster than that of the traditional control system. Compared with the output response of the traditional control of the hydraulic turbine governing system, the neural network predictive controller used in this paper has better effect and stronger robustness, solves the problem of poor generalization ability and identification accuracy of the turbine system under variable conditions, and achieves better control effect.     

Non-probabilistic Hydraulic Turbine Blade Vibration Reliability Research Based on Fuzzy Failure Criterion

In hydraulic turbine engineering,turbine blade vibration reliability assessment is of great significance. Based on the interval mathematical theory, the variables existing in hydraulic turbine blade are described as interval variables. Considering the fuzzy failure criterion of turbine blade distancing from resonance and vibration fatigue stress,fuzzy possibilistic reliability is expressed and analyzed qualitatively taking normal bathtub function as the membership function of blade resonance failure and deflection major type function as the membership function of the intensity failure. As a result,hydraulic turbine blade vibration reliability is analyzed based on the fuzziness of variables and failure criterion. A safer working environment is provided under possibility context by comparing with the qualitative conclusions in the past literature.     

基于模糊PID控制的水轮机调速器研究

针对三态式电液随动系统以及模糊PID控制器开展研究,在此基础上构成新型水轮机调速器,以提高水轮机调节的适应性和可靠性。模拟实验结果表明,本方案在许多方面优于传统的PID控制方案。     

面向虚拟现实的水轮机与流体碰撞算法

通过分析面向虚拟现实的水轮机系统, 运用分解碰撞包围盒方法, 解决了各种水工建筑物不同工况下常规碰撞的时间延迟问题. 运用多边形边界构造方法进行粒子边界运算, 实现了粒子系统与水工建筑物的碰撞, 得到逼真的水流反弹效果, 并对水轮机叶片采用曲面重构分解包围盒和粒子边界构造检测碰撞, 在运行速度和真实度
之间通过实验找到适合的平衡点, 实现了稳定的水轮机水下运行仿真效果.     

Research on hydraulic wind turbine semi-physical simulation platform

According to a research on the 30 kVA simulation experimental platform of hydraulic wind turbine,its basic structure,composition and operation principle are expounded in this paper.An inverter motor is used to simulate the wind turbine,while a similarity calculation method is applied between the small and large wind turbine.A fixed displacement pump-variable motor closed loop is used as the main transmission system,and a self-excited synchronous generator generates electricity through the grid connection.The experiment and simulation study on the speed and power control of the hydraulic wind turbine is conducted,based on the experimental platform,thus correctness and progressiveness of the experiment platform is further verified.The experimental platform study lays a foundation for further research on the characteristics of hydraulic wind turbine.     

基于CFD的转轮叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响分析

为了更加高效地利用超低水头水力资源,设计了一种采用虹吸式出水流道的轴流式水轮机。针对这一形式的水轮机,在设计水头和额定转速下采用CFD进行三维数值模拟,计算各过流部件的水力损失,研究水轮机的水力性能。通过改变转轮叶片出水边翼形,对比分析转轮出口水流流态与虹吸式出水流道水头损失的关系,研究不同叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响。结果表明,在水头、转速和导叶开度相同的情况下,各修改方案中叶片3使得出水流道水头损失较小,其对应的平均涡角为13.26°,出水流道水头损失为0.135 m,水轮机的效率也较高(为89.33%)。此外,选取效率较高的叶片,改变叶片数量,分析其对虹吸式水轮机水力性能的影响。