丹江口水力发电厂水轮机空蚀研究

分析了由于机组长期在低负荷、低单位转速、低水头、大流量等不良工况运行而造成的水轮机空蚀问题,提出了针对发生空蚀的转轮叶片采取的补焊和修型方法,并对改型前后水轮机叶片空蚀情况进行了对比.     

试验水头和空化系数对混流式水轮机尾水管压力脉动影响的试验研究

本文通过试验方法研究了模型试验水头和空化系数对混流式水轮机为尾水管压力脉动的影响。首先在混流式水轮机6个典型运行工况,即空载、低部分负荷(叶道涡)、部分负荷、最优工况、额定工况和超负荷工况进行变水头和变空化系数试验。试验结果表明在试验范围内,水头对混流式水轮机尾水管压力脉动幅值影响较小;而在一定范围内,空化系数对混流式水轮机尾水管压力脉动有较大影响。通过对部分负荷和超负荷工况幅值和频率分析发现,空化系数不仅对混流式水轮机尾水管压力脉动幅值有较大影响,对其频率分布也有较大影响。最后比较了以转轮中心线为空化基准面的压力脉动试验结果和以锥管中心线为空化基准面的压力脉动试验结果。研究表明,以转轮中心线为空化基准面进行压力脉动试验比较合理,故进行混流式水轮机压力脉动相似性研究时,需考虑空化系数的差异和空化基准面的选择。     

水轮机在高水头低负荷工况下振动问题的研究

水轮机在高水头小负荷下运动时,容易出现不稳定流动而引起过流部 压力脉动和应力脉动,这是转轮叶片裂纹和空蚀的根源,本文结合实际电站情况研究了水轮机在高水小负荷运行的特性并提出了切实可行的解决方案。     

大水头变幅工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动分析

该文分析了在水头变幅较大的工况下混流式水轮机尾水管压力脉动与转轮出口环量及单位参数之间的关系。以三峡水电站水轮机运行工况为模拟条件进行了混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究。研究结果表明 ,适当选定混流式水轮机额定参数对减轻尾水管水压力脉动是十分有效的。图 4表 2参 7     

混流式水轮发电机低水头运行稳定性分析

介绍了某电站混流式水轮发电机的主要参数,分析了水头变幅以及上游水位降低后对机组出力、压力脉动、水轮机空化的影响,证明了混流式水轮发电机在低水头运行中的稳定性.     

混流式水轮机尾水管涡带引起的水力振动

对引起混流式水轮机水力振动的原因进行了研究，从尾水管涡带引起的水力振动着手，结合中、外大型混流式水轮机模型试验及真机试验结果，得出了在低水头工况、低负荷工况、中负荷工况、高负荷工况的基本振动规律，并对减轻混流式水轮机水力振动的主要对策作了论述     

混流式水轮机转轮叶片裂纹问题

空蚀、泥沙磨损和疲劳裂纹是影响水轮机寿命的三大主要因素,过去人们只是更加注意空蚀和泥沙磨损,而没有把裂纹摆在重要位置。近年来,由于水轮机材料和研制水平的提高,空蚀已不再是电站运行维护的主要难题。但随着使用参数的提高,单机容量和机组尺寸的增大,不锈钢转轮的广泛应用,混流式水轮机的稳定运行问题,或者说混流式水轮机转轮叶片裂纹和尾水管里衬钢板撕裂问题（以下简称“裂纹问题”）逐渐突出,并已引起国内外同行的普遍关注。本文列举了国内外一些电站水轮机转轮裂纹的实例,分析了引起裂纹问题的主要原因,提出了防止裂纹的一些建议。     

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。     

涡带工况下混流式水轮机转轮动应力特性分析

近年来，国内一些大型混流式转轮出现了不同程度的裂纹问题，对机组安全运行构成了威胁。研究表明，水力激励引起的混流式水轮机转轮叶片动应力是引起叶片疲劳破坏的主要原因之一。文中首先对高水头小负荷的涡带工况下混流式水轮机内流场进行非定常CFD计算，得到涡带工况下叶片表面不同时刻的水压力载荷，并利用流固耦合方法对转轮进行结构场瞬态特性计算，分析转轮叶片的动应力特性。结果表明由于水压力脉动引起的转轮叶片上的振动交变动应力是混流式水轮机疲劳破坏的主要原因之一。计算结果可为其它水轮机转轮的动应力特性分析和疲劳分析提供参考。     

混流式水轮机尾水管涡带引起的水力振动

对引起混流式水轮机水力振动的原因进行了研究，从尾水管涡带引头的水力振动着手，结合中，外大型混流式水轮机模型试验及真机试验结果，得出在低水头工况，低负荷工况，中负荷工况，高负荷工况的基本振动规律，并对减轻混流术式水轮机水力振动的主要对策作了论述。     

刘家峡电厂HLA430a转轮空蚀磨损状况探讨

刘家峡水电厂增容改造的HLA430a－LJ－550水轮机,1994年4月投运,4年后停机大修,共运行17055h。转轮空蚀状况有较大改善。本文介绍了改造过程中为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作,新转轮运行工况、空蚀状况以及与1985年3月更换的不锈钢转轮的差别,对我国多泥沙河流电站提高水轮机抗空蚀磨损性能有着重要的参考价值。     

对家峡电厂HLA430a转轮空蚀磨损状况探讨

刘家峡水电厂增容改造的HLA430a－LF－550水轮机,1994年4月投运,4年后停机大修,共运行1755h。转轮空蚀状况有较大改善。本文介绍了改造过程中为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作,新转轮运行工况、空蚀状况以及与1985年3月更换的不锈钢转轮的差别,对我国多泥沙河流电站提高水轮机抗空蚀磨损性能有重要的参考价值。     

基于CFD的高水头水泵水轮机空化性能研究

由于高水头水泵水轮机的运行水头(扬程)和流量变幅大,水流流经转轮叶片时流速高,机组运行工况复杂多变,比常规水轮机更易发生空蚀。因此,进行高水头水泵水轮机空化特性的CFD数值模拟分析。首先对水轮机工况的几个工况点进行数值模拟,并与试验结果进行比较,验证了数值模拟的可靠性。其次分别对水轮机工况和水泵工况进行空化流动计算。计算结果表明,水轮机工况的空化主要发生在叶片和尾水管处;水泵工况的空化主要发生在转轮叶片上,吸力面空化比压力面严重。随着进口压力的不断降低,空化程度也越来越严重。     

刘家峡水电厂增容改造HLA430a转轮空蚀磨损破坏状况及启示

刘家峡水电厂增容改造的ＨＬＡ４３０ａ－Ｌｊ－５５０水轮机,１９９４年４月中旬投运,１９９８年７月中旬停机大修,共运行１７０５５ｈ,转轮空蚀磨皮坏与ＨＬ００１－ＬＪ－５５０水轮机转轮比较有较大改善。该文介绍了改造过程为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作、新转轮运行工况、空蚀磨 及与１９８５年３月更换的不锈钢转轮的差别;高家峡水电厂２号机的成功改造对我国多泥沙可流水电站提高水轮机抗空蚀磨损性能的     

高水头混流式机组初期运行值得注意的问题

引水式水电站水轮机工作水头一般很高,近年来投产或在建的引水式电站的混流式水轮机单机容量均在5万kW以上,设计水头在300m以上,最高可达490m。由于混流式机型与冲击式机型相比机组尺寸小、重量轻、转速高、水力效率高,在转速、容量和水头相匹配的情况下,大多采用混流式水轮机。高水头混流式水轮机由于转速高、流速高,要求旋转部件安装精度高。特别是机组运行以后,水轮机流道对杂物要求严格,在含泥沙水流作用下,过流部件将产生磨蚀。此外,受水流特性以及运行方式的影响,水轮机通流部件表面还受空蚀的作用。随着时间的推移会造成过流部件特…     

刘家峡水电厂增容改造的HLA430a转轮空蚀磨损破坏状况

刘家峡水电厂增容改造的ＨＬＡ４３０ａ－ＬＪ－５５０水轮机,１９９４年４月中旬投运,１９９８年７月中旬停机大修,共运行１７０５５ｈ,转轮空蚀磨损破坏与ＨＬ００１－ＬＪ５００水轮机转轮比较有较大改善。该文介绍了改造过程中为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作、新转轮运行工况、空蚀磨损状况以及与１９８５年３月更换的不锈钢转轮的差别;刘家峡水电厂２号机的成功改造对我国多泥沙河流水民站提高水轮机抗空蚀磨损性能的启示等内容。     

低比转速转轮泄漏量对水电机组抬机的影响

转轮的泄漏量是引起水电机组抬机现象的原因之一。本文根据一低比转速混流式水轮机在电站运行实例及实测结果对其抬机现象进行了分析和CFD计算。研究结果表明产生抬机现象与转轮泄漏量大小有关 ,特别是低比转速混流式水轮机 ,转轮泄漏量的突变会引起抬机现象     

多泥沙中高水头电站水轮机生产技术措施

针对多泥沙中高水头电站水轮机的特点，从转轮选型、结构改进、转轮材质选用、叶片加工工艺诸方面，论述了提高中高水头机组综合效率和可靠性、改善多泥沙电站水轮机抗空蚀性能的技术措施。     

襟翼高度对混流式水轮机转轮空化特性的影响

空化空蚀作为水轮机运行过程中的常见问题,对水轮机性能以及机组安全稳定运行产生影响。该研究以HLX80-LJ-145混流式水轮机为研究对象,在原始转轮的基础上增加襟翼,利用ANSYS CFX对流量0.6Q_d、0.8Q_d和设计流量Q_d工况点下清水与含沙水的转轮空化现象展开数值分析。结果表明:转轮叶片吸力面靠近转轮出口边出现大面积空化;增加襟翼后转轮进口来流得到分流,水流流态变好,流线顺畅,水流和泥沙流速均减小,空泡体积分数减小,清水介质中流量0.6Q_d工况点减小最为明显,相对减小约16.35%;泥沙对转轮内的破坏减弱,含沙水介质中流量0.6Q_d工况点最大空泡体积分数相对减小约11.34%,空化性能得到改善。     

降低混流式水轮机高部分负荷压力脉动方法探讨

针对混流式模型水轮机研发中有关降低高部分负荷压力脉动的方法进行了探讨．通过不同转轮多个方案的模型试验和深入比较,掌握了不同形式泄水锥对混流式水轮机高部分负荷压力脉动的影响规律以及不同补气位置对长泄水锥混流式水轮机转轮压力脉动的影响,为电站运行中降低高部分负荷压力脉动提供了科学依据.