映秀湾水电站水轮机气蚀磨损及处理

映秀湾电站水流挟带沙量较大,实测最大瞬时含沙量为60.8kg/m~3,最大日平均含沙量为33.6kg/m~3;多年平均含沙量为0.722kg/m~3,多年平均悬移质输沙量为830万t。而沉沙池的沉沙标准较低(小于10％),大部分泥沙仍要流经水轮机的过流部件。根据参考文献〔1〕介绍:水中含有的固体和有机夹杂物如泥沙等,降低了水的容积强度,使气蚀易于发生和发展。同时大量的过机泥沙也加速了水机过流部件的冲刷磨损,因此该电站水轮机过流部件的损坏是比较严重的。水轮机运行三个汛期就被迫进行扩大性大修。     

黄河龙口水利枢纽水力机械设计

龙口水电站装设4台单机容量100 MW的轴流转桨式水轮发电机组及1台20 MW的混流式水轮发电机组。预测建库后多年平均过机泥沙含量6.80 kg/m3,最大泥沙含量283.9 kg/m3。水力机械设计的关键:一是防止泥沙对水轮机的磨蚀及机组技术供水,保证汛期机组安全稳定运行;二是非汛期发挥高效能,多发电。     

扎拉水电站水轮机抗泥沙磨损设计

扎拉水电站西藏玉曲河干流下游河段七级开发方案中的第六级,安装4台单机250MW冲击式水轮发电机组,机组最大水头690.55m,多年平均过机泥沙含量0.2kg/m~3。电站具有水头高、泥沙含量偏大的特点,过机泥沙将是影响机组运行的关键性因素设计人员采用在工程所在地收集的泥沙样本,对扎拉电站的水轮机转轮材料进行了圆盘喷射泥沙磨损试验。根据试验结果,拟合出材料的磨损量与泥沙参数的关系式,并对水轮机的泥沙磨损情况进行预估,提出了相应的抗泥沙磨损措施。     

无接触泵板主轴密封在水电站的应用

沙湾水电站位于四川省木里河上,针对电站高水头(额定水头220 m)、高转速(额定转速333.3 r/min)、多泥沙(年平均过机含沙量0.561 kg/m~3)的特点,经对各种水轮机主轴密封的研判比选,采用了无接触式泵板密封,多年的运行实践表明,其安全适用性得到了验证。     

小浪底水电站水轮机不同转速方案抗磨蚀性能比较

小浪底水电站地处黄河中下游河段，河道天然径流多年平均含沙量高达36．gkg／m3。根据多泥沙河流水电站水轮机的运行实践，水轮机过流部件的磨蚀破坏程度与过机含沙量成正比，且国内外已取得的试验研究成果表明，水轮机过流部件的磨蚀破坏程度与其表面相对水流速度的三次方成正比。小浪底水电站水轮机能否确保在水流含有大量泥沙的汛期安全发电运行，其关键在于如何减小主要过流部件表面的相对水流速度。据理论分析，水轮机过流部件以水轮机转轮和导水机构的破坏最为严重，本文就哈尔滨大电机研究所研制的A503转轮不同转速方案下两主要过流…     

三峡水电站过机泥沙量初步监测与分析

通过对三峡水电站不同机组及不同部位的过机泥沙含量、颗粒级配以及物理化学指标的监测资料,分析了过机泥沙的分布及与出库泥沙的关系。现场采样与实验室分析结果表明,过机泥沙量与入库泥沙流量的大小成正比,过机泥沙量的峰值比入库洪水流量的峰值要滞后2~3 d,而且过机泥沙的硬颗粒主要是石英和长石,硬度较大,更容易对水轮机产生磨蚀。分析结果可为水库排沙调度和减小泥沙对水轮机的磨损和腐蚀提供参考依据。     

缅甸古浪水电站水轮机初步选型设计

缅甸古浪水电站水头运行范围为182.8耀207.9 m,坝址多年平均悬移质含沙量为0.454 kg/m3,以统计规律为指导,在容量相近的水轮机参数水平基础上,结合目前国内机组制造技术水平,通过技术经济比较分析,进行机组选型设计,最终确定合理的水轮机基本参数,并提出泥沙磨蚀的防治措施。     

尼泊尔上达吉水电站减轻水轮机泥沙磨蚀的综合措施

文章针对多泥沙河流上的水电站水轮发电机组磨蚀问题,通过分析电站的过机泥沙情况,减少过机泥沙、提高水轮机过流部件防护能力、结合设备选型和制定检修运行方案等多个方面,提出一套减轻水轮机泥沙磨蚀的综合措施,保障多泥沙河流上水电站水轮机的可靠运行。     

三门峡水电站水轮机磨蚀特性的研究

针对水轮机磨蚀特性,系统分析了三门峡水电站多年的过机泥沙数据,探究了水轮机磨蚀的部位与原因,指出了过机泥沙仍是水轮机过流部件磨蚀的主要原因,为黄河上已建、在建和待建的水电站水轮机的设计、运行和检修提供建议。     

泾河东庄水电站水轮机参数初选

东庄水库电站运行水头高、变幅宽,过机泥沙含量大,水轮机过流部件将遭到磨蚀破坏。借鉴已运行的黄河小浪底、西霞院、万家寨等多泥沙电站水轮机参数选择和抗磨措施,分析电站主要参数,从保障安全运行、减轻磨蚀破坏的角度初步选定东庄电站发电机组的额定比转速、比速系数、单位转速、单位流量等参数。原型水轮机参数如下:型号HL(114)-LJ-230,额定出力N r=41.1 MW,额定水头H r=181 m,转轮直径D1=2.3 m,额定流量Q r=25.25 m3/s,额定效率ηr=91.5%,额定转速n r=375 r/min,吸出高度H s=-5.88 m,装置空化系数σZ=0.083 3,比转速n s=114 m·kW,比速系数k=1 539。     

2018长江2号洪水期间三峡水库沙峰排沙调度

2018年长江第2号洪水期间,寸滩站洪峰流量59 300 m~3/s,报汛最大含沙量达到4.47 kg/m~3,三峡入库沙量达到了7 440万t,均大于2014~2017年各年的全年入库输沙量,且入库沙峰大、持续时间长。根据泥沙实时监测与预报成果,7月11～20日三峡水库入库和坝前含沙量较大,三峡水库在进行防洪、航运调度的基础上,实施了沙峰排沙调度,将下泄流量42 000 m~3/s一直维持至沙峰通过大坝后。实测资料表明:7月18～20日三峡水库排沙效果明显增强,出库含沙量在0.50～1.20 kg/m~3之间,最大出库输沙率达到48.5t/s,日均出库沙量在370万t左右,按沙峰输移过程统计,沙峰过程排沙比达29%,7月份排沙比达到了31%,取得了较好的排沙效果,有效减轻了库区泥沙淤积。研究成果为进一步完善三峡水库"蓄清排浑"新模式积累了宝贵的经验。     

三座店水库运行50年后取水塔含沙量数值模拟分析

三座店水库所属河流含沙量高,工程建成运用后河道的水沙条件将会发生改变,可能会影响整体河势调整和行洪能力。为准确掌握库区泥沙淤积状况,采用 Delft3D 三维水动力泥沙输移数学模型,对水库运用50年后取水塔各层取水窗口的含沙量进行数值模拟,分析含沙量与流速、含沙量持续时间等特征关系。模拟结果表明：水库运用50年后,左、右泄洪洞和取水塔的含沙量大于原地形含沙量;50年一遇频率洪水含沙量较100年和20年高,垂线平均含沙量由大到小依次为右洞、左洞、取水口;50年系列大于3 kg／m3的含沙量持续时间不超过23．5 d 。     

渭河下游河道输沙特性与形成窄深河槽的原因

通过实测资料分析得出：含沙量２００ｋｇ／ｍ＾３以上的洪水，河道排沙能力强，５００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比可达１００％；含沙量１００－２００ｋｇ／ｍ＾３的洪水，８００－１０００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比才能达到１００％，河槽排沙能力低，主槽淤积机会多，数量大，对河道不利；高含沙量小水，主槽淤积严重；高含沙量大洪水淤滩刷槽，形成窄深河槽。河岸抗冲稳定性较强，并经常出现高含沙量大洪水，是形成渭河下淤窄深河槽的     

Equilibrium sediment transport in lower Yellow River during later sediment-retaining period of Xiaolangdi Reservoir

The Xiaolangdi Reservoir has entered the later sediment-retaining period, and new sediment transport phenomena and channel re-establishing behaviors are appearing. A physical model test was used to forecast the scouring and silting trends of the lower Yellow River. Based on water and sediment data from the lower Yellow River during the period from 1960 to 2012, and using a statistical method, this paper analyzed the sediment transport in sediment-laden flows with different discharges and sediment concentrations in the lower Yellow River. The results show that rational water-sediment regulation is necessary to avoid silting in the later sediment-retaining period. The combination of3 000 m3/s < Q < 4 000 m3/s and 20 kg/m3< S < 60 kg/m3(where Q is the discharge and S is the sediment concentration) at the Huayuankou section is considered an optimal combination for equilibrium sediment transport in the lower Yellow River over a long period of time.     

小浪底水库排沙对下游鱼类的影响研究

采用现场调查和室内实验相结合的方法研究了黄河小浪底水库排沙期间下游河流出现鱼类死亡现象的原因。2010年度小浪底水库排沙期间,下游出现了高含沙水流过程,伴随出现了鱼类死亡现象,调查发现受影响鱼类有5目5科11种。水库排沙期间的含沙量、溶解氧变化过程的现场调查及室内实验结果表明,小浪底水库排沙时细颗粒泥沙含量较高,堵塞和损坏鱼鳃是导致鱼类死亡的原因之一。当含沙量大于80 kg/m3时,水体溶解氧下降至鱼类生存所需下限2mg/L以下,鱼类在短时间内缺氧而死亡;当含沙量低于60kg/m3时,根据现场调查结果及相关人员经验判断水库下游河道内不会出现鱼类死亡漂移现象。水库排沙期间,下游河道水体的含沙量与溶解氧浓度具有较好的相关性,即河道水体的溶解氧浓度随着含沙量的增加而减少,可通过控制出库含沙量及其持续时间减轻对鱼类的影响。     

黄河泥沙吸附汞污染物静态试验

基于黄河天然混合沙的静水沉降吸附试验,研究了黄河泥沙对汞的吸附规律。结果表明:①质量浓度为5～25kg/m3的泥沙对汞的吸附在0.5 h内基本达到稳定,质量浓度为1 kg/m3的泥沙在0.5 h之后对汞污染物仍有一定的吸附能力,但吸附速率不大;②泥沙级配对汞的吸附有一定的影响,粗沙的吸附能力略低于细沙和中沙;③在中低含沙量时,含沙量增加会引起吸附表面积增加,吸附量和含沙量呈线性相关关系。     

论黄河干支流悬移质粒径与含沙量关系

黄河干支流资料表明，河流中悬移质泥沙粗细的变化既有随着含沙量的增加而变粗的，也有随着含沙量的增加而变细的。本文分析了黄河干支流泥沙粒径与含沙量关系的不同资料，提出了较大含沙量情况下泥沙粒径与含沙量的统计关系，解析和讨论了所推导出的悬移质泥沙粒径与含沙量的关系。     

兴化湾海域泥沙特征及地形变化分析

为了查明兴化湾海域泥沙特征及地形变化,基于2013年7月份兴化湾海域水文泥沙测验资料,分析了研究区域的泥沙分布特性,并结合兴化湾深槽历年实测数据探讨了悬沙运移对其水下地形变化的影响。分析结果表明:测区含沙量较小,本次测验平均含沙量为0.062 kg/m³,大潮的平均含沙量较大,小潮的平均含沙量较小;含沙量的涨、落潮变化明显,最大含沙量多出现在最大涨急时刻附近,最小含沙量多出现在最大落急时刻附近,表明测验海域泥沙受到的扰动较小;各测点涨潮输沙率占优势,但涨、落潮输沙率绝对值都很小;研究海域泥沙随潮流往复进出,总体上为涨潮流方向,即由东南向西北运移,这与江阴壁头附近的情况相吻合,即深槽宽度不断向两侧扩展,而海底水深稳中有冲,基本处于略有冲刷的平衡状态。     

黄河高含沙水流的高效输沙特性形成机理(黄河下游河道存在巨大的输沙潜力)

利用黄河主要干支流渭河、北洛河、黄河下游及三门峡水库大量实测资料,结合高含沙水流流变特性分析得出:河道中的高含沙水流的阻力与低含沙水流相同,均可用曼宁公式进行阻力计算;由于黄河泥沙组成较细,d50=0.03~0.10mm,随着含沙量的增加颗粒的沉速大幅度降低,泥沙在垂线上分布变得更加均匀,当含沙量大于200kg/m3以后发生改变;从泥沙存在对水流结构,流速在垂线上的分布特性上分析,含沙量200kg/m3左右时输送最困难,并得到河道实测资料的证实。由于粘性的增大,粗颗粒泥沙在河道中也能顺利输送,洪水期实测含沙量可达800~900kg/m3,表现出高含沙水流的高效输沙特性;黄河下游艾山以下河段实测洪水的最大含沙量为200kg/m3,在流量2 000~3 000m3/s时,高含沙洪水均可顺利输送。利用河道输送高含沙水流入海的主要障碍是改造宽浅游荡河段为窄深稳定的河槽。