轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的合理控制方式

本文提出了轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的一种合理控制理论与方式,经装有轴流转桨式水轮机的水电站现场试验证实,采用这一控制方式可以显著改善轴流转桨式水轮机装置甩负荷过渡过程的动态品质;大幅度降低水轮机蜗壳水压上升值与机组转数上升值;从而给水电建设带来重大的经济效益。     

抽水蓄能电站中球阀协同导叶关闭的水力瞬变过程控制方式

为了降低抽水蓄能机组水轮机工况甩负荷时蜗壳压力上升值和压力脉动值,应用了球阀协同导叶关闭的流量控制方式。于2012年在蒲石河大型抽水蓄能电站,进行了水轮机工况甩负荷过渡过程球阀参与导叶控制方式的现场试验。针对这一流量控制方式,利用内特性法预测了在甩负荷过渡过程中各动态参数的瞬变规律,预测的机组转速上升最大值与试验值的相对误差为2.11%,预测的蜗壳压力上升最大值与试验值的相对误差为0.74%,从而验证了内特性方法的合理性;同时证明,只要合理地选择导叶与球阀的控制规律,即可显著改善水泵水轮机装置水轮机工况甩负荷过渡过程的动态品质,降低抽水蓄能电站引水系统的水压上升值。     

球阀导叶联动对相继甩负荷工况尾水管进口压力的影响

在抽水蓄能电站水力过渡过程计算中,相继甩负荷工况的尾水管进口最小压力较难满足控制要求。从理论上分析了相继甩负荷工况尾水管进口最小压力较小的原因以及球阀导叶联动关闭规律对尾水管进口最小压力的改善作用的机理,然后通过已建工程实例进行计算分析,得出了采用球阀导叶联动的关闭规律可极大改善尾水管进口最小压力的结论。图8幅,表1个。     

水轮机防止抬机和减轻反水锤问题的实践与探讨

反水锤是发生在反击式水轮发电机尾水管流道中的一种特殊水锤现象,在轴流转桨式机组中时有发生,主要表现是在机组事故停机、甩负荷、空载或空转停机过程中发生的抬机现象,更为甚者发生肢解转轮叶片、破坏水轮机顶盖的严重事故。以甘肃洮河峡城水电站机组试验为例,对反水锤的成因进行了探讨,并对取得的成果进行了说明。     

小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化——以猴场水电站为例

以猴场水电站为例,探讨了小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化。在水轮机组的GD2值因制造难度等原因不能加大时,采用导叶关闭的方法,通过优化导叶关闭规律,以满足水电站水力过渡过程计算的要求,从而可以有效地解决机组甩负荷后转速上升和蜗壳进口压力上升的问题。     

小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化——以猴场水电站为例

以猴场水电站为例,探讨了小型水电站水轮机导叶关闭规律的优化。在水轮机组的GD2值因制造难度等原因不能加大时,采用导叶关闭的方法,通过优化导叶关闭规律,以满足水电站水力过渡过程计算的要求,从而可以有效地解决机组甩负荷后转速上升和蜗壳进口压力上升的问题。     

虹吸式进水口水电站机组甩负荷飞逸过渡过程分析

虹吸式进水口水电站,当机组甩负荷又遇调速系统失灵导叶不能关闭时,虽然可以很快破坏虹吸进口真空实现断流,但由于压力管道内的存水要通过水轮机下泄,当压力管道具有一定长度时,就会使机组处于逸转状态。因此,研究这种逸转过渡过程,控制逸     

江口水电站防止反水锤的措施

一、反水锤及其危害机组在运行时,由于某种原因突然甩负荷,致使导水机构快速关闭。这时,已经进入导水机构的水流,在其惯性力的作用下继续向下流动,尾水管上部空腔便形成高度真空;当水流的惯性力完全消失之后,在下游侧水压及尾水管上部高度真空的作用下,水流又沿尾水管向上作反向冲击。当它冲击到飞速旋转着的转输叶片,继而又冲击水输机顶盖及导水叶时,就产生巨大的水流冲击力。这种反向水流的冲击力通常称为反水锤。反水锤的作用,对保证机组设备的安全运行有着很大的危害。它对水输机上盖及转输产生的巨大冲击力,严重的可以将机组转动部分向上抛起,引起水输机上盖、导水机构等部件变形或破坏。尤其     

虹吸进水式电站机组过渡过程试验研究

本文介绍了新林、麻柳两电站虹吸断流甩负荷时的机组过渡过程现象;并对水轮机前未设进口阀的虹吸进水式电站,在断流甩负荷遇调速器失灵时,压力钢管排空及机组退出飞逸过渡过程的解析进行了探讨。对长压力管道的单管引水式虹吸电站,取消水轮机前进口阀的研究有一定意义。     

特殊工况下抽水蓄能电站系统参数过渡过程分析

在抽水蓄能电站水力过渡过程数值模拟中,由于水泵-水轮机全特性曲线所具有的特殊性,使得尾水管进口最小压力在机组相继甩负荷工况下会大幅度降低,且时常会成为控制值。以一维刚性水锤及弹性水锤的特征线方法(MOC)为理论基础,结合某"一洞两机"布置形式的抽水蓄能电站工程实例,对该电站相继甩负荷工况下引水隧洞洞径及尾水岔管相对位置对过渡过程的影响进行了数值模拟。结果表明:在设置尾水调压室的情况下,拟通过改变引水隧洞洞径来调节尾水进口最小压力的措施是不经济的,引水隧洞的面积只需使其中的水流能够保持经济流速即可;在满足工程布置的前提下,应尽量减小尾水支管的长度,以保证输水发电系统的安全运行。     

抽水蓄能电站压力钢管焊缝应力测试与评价分析

为确保抽水蓄能电站机组通流部件的稳定运行,对球阀与压力钢管连接位置处焊缝应力进行了测试,利用球阀全开导叶全关时的静水压力对应力测点进行标定,进而获得了甩负荷情况下焊缝位置处的应力变化特征。数据分析结果表明:焊缝处各测点环向应力与球阀前压力呈正相关,相关系数大于0.94;焊缝处顺水流方向应力与压力呈负相关,相关系数小于-0.85;稳态发电工况及甩负荷过程中应力测点中存在明显的动静干涉频率成分;受水锤影响,最大应力变化产生于甩满负荷工况;最大应力值分析表明,压力钢管可以长期安全稳态的运行。     

长管道小型水电站的调压阀选型计算

当水轮发电机组甩负荷时,调速器控制水轮机活动关闭导叶,压力管道内产生压力,机组转速上升。对于压力引水管道较长的电站,改变导叶关闭时间,就不一定能同时使压力和转速上升都控制在允许的范围之内。使用调压阀的作用在于:在机组甩负荷、导叶快速关闭的同时相应地打开泄流通道,从而降低水锤压力上升,待导叶全关后,再缓慢关闭,使引水管道的流量变化缓慢,防止引水管道水压升高及机组转速过高。导叶关闭时间T_w≤12s的中小型电站采用调压阀代替调压井后,不但能够节省投资、缩短工期,而且调压阀的布置还不易受地质、地形等条件限制。     

水轮机导叶开启和关闭规律探讨

为了使各项参数满足水电站水力过渡过程中调节保证计算的要求,选择合理的水轮机导叶启闭规律至关重要,合理的启闭规律不仅能使水电站安全稳定地运行,而且也更加经济可靠。结合某水电站工程实例,采用特征线计算方法,借助于过渡过程计算软件,对水锤的压力波动和调压室的涌浪波动进行联合计算。计算结果表明,开启时间选择临界值30 s,关闭规律选择两段折线关闭时,能有效地使蜗壳末端压力、机组转速升高率以及调压室的涌浪水位等参数满足控制标准。该结果可为合理地选择导叶启闭规律提供重要的依据。     

长距离重力流输水工程分级减压设计优化与水锤防护分析

乌兹别克斯坦某城市供水工程中重力流输水段原设计管道耐压等级偏低,需设置减压消能设施。经减压方案对比分析,一级减压方案投资明显高于二级减压方案。采用KYPipe2010计算软件分析稳态计算结果表明,在小流量和极端工况下,减压阀后的减压比达到3.85,阀后会产生较大的气蚀。为此,采取在每级减压阀(DN600)处并联一台小口径的多喷孔减压阀(DN400)。在发生小流量和极端工况时,仅开启DN400多喷孔减压阀消能,以减小汽蚀的危害。关阀水锤分析表明,末端关阀时间选择300 s匀速关闭较为合适,沿线应设置5台超压泄压阀,以防止水锤发生。     

潮州供水枢纽西溪电站水轮机过渡过程

叙述了对潮州供水枢纽西溪电站水轮发电机组甩负荷过渡过程的计算过程,核准了机组甩负荷时导叶前最大压力上升与机组速率上升,确定了甩负荷时导叶、浆叶的最优关闭规律。     

阻抗式调压室底板压差的影响因素分析

底板压差是阻抗式调压室结构设计中一项重要参数。增大阻抗孔面积是减小压差最直接有效的方法。当增大阻抗孔大小无法满足设计要求时,研究了调压室水位波动周期和导叶关闭规律对底板压差的影响,阐明改变调压室水位波动周期和优化导叶关闭规律对降低压差间接起到积极作用。     

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明：单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。     

土的最大干密度和最优含水率快速测定法

对快速击实试验研究成果进行了总结,并介绍了应用快速击实试验研究成果的经验.不论是重型击实还是轻型击实,也不论击实试验所给定的击实功能多大,应用"一点法"或"快速法"击实试验原理,对土料都有一定要求."一点法"击实试验与快速击实试验所用土体的比重在2.67～2.73之间,当被测土样的比重超越此范围时,在绘制击实曲线时可适当偏离ρdmax计算值的点,但这个误差是很小的,通常ρdmax的影响在±0.01 g/cm3以内,而对ωop的影响在±0.5%以内.结合工程实例,对击实试验成果的简化校正作了详细介绍.     

水轮机调速器两段关闭阀缺陷处理探索

在水电站压力引水系统和水轮发电机组特性确定时,对水锤压强变化和转速上升大小起控制作用的是导叶调节时间和调节规律,而实现上述两项指标的装置,靠的是水轮机调速器或过速限制和两段关闭阀。文章对水轮机调速器两段关闭阀的主要设计特点进行介绍,对应用中发生的缺陷原因进行分析并提出结构改进方案。     

输水管道含沙水锤模型及特性研究

水锤现象的准确描述对于长距离供水工程安全稳定运行有着至关重要的影响,但传统的水锤模型缺乏对于输水管道含沙水锤的深入探讨与分析。本文基于费祥俊阻力模型定义了管路当量摩阻,借鉴韩文亮浆体水锤波速公式推导了非均质流含沙水锤特征线方程,采用特征线法计算得到了不同泥沙颗粒参数下RPV系统的关阀水锤压力,并与清水水锤计算压力对比。结果表明：清水水锤数值计算瞬态压力与实验数据较为吻合;含沙水锤压力增量与含沙量呈正相关而与颗粒直径无关,含沙量100 kg/m³时最大水锤压力为77.91 m,较清水计算结果高出7.71%;由当量摩阻换算得到的管路糙率与含沙量和颗粒直径呈正相关,与初始流速呈负相关。相关研究成果为高含沙流域长距离供水工程安全运行与水锤防护提供了参考。