三峡电站混流式水轮机水力稳定性研究

三峡电站水轮机是目前世界上运行水头变幅最大的巨型混流式水轮机之一 ,其运行稳定性是设计、研究、制造和使用部门关注的首要课题。在左岸电站机组招标文件和合同执行过程中 ,明确提出水力稳定性是首要考虑的问题 ,并具体规定了模型和真机的稳定性指标。在水轮机模型验收试验中 ,发现一些现象与众所周知的部分负荷的压力脉动不同 ,表现为在运行水头范围内存在压力脉动峰值带 ,频率较高 ,且从蜗壳进口至尾水管的几个部位均同时出现较大的压力脉动幅值。根据模型试验的结果 ,分析了空蚀系数和补气对压力脉动的影响 ,提出了改善三峡电站水轮机水力稳定性的几点措施     

龚嘴水电站尾水管补气模型试验研究

针对龚嘴水电站增容改造后在低负荷状态运行时存在压力脉动和噪声较大的问题,采用大轴中心孔补气模型试验方法,在1号机组开展顶盖强迫补气试验,并在真机上进行了验证。试验结果表明:选择合适的相对补气量时,压力脉动的混频和主频相对幅值均显著下降,对降低部分负荷区域的压力脉动和噪声具有很好的效果。该方法对其他中低水头电站的尾水管补气措施有一定参考价值。     

红石水电站轴流定浆式水轮机补气减振的几个问题

红石水电站轴流定浆式水轮机在空载和低负荷区运行时，振动剧烈。设计采用顶盖和尾水管两套补气设施。通过模型和真机补气减振测试试验证明，顶盖自然补气较尾水管补气减振效果明显。尾水管补气受吸出高度Ｈｓ值的限制。难以实现自然补气。在今后的定浆式水轮机结构设计时，应完善自然补气设施，使补入的空气通至叶片头部，并设置自动补气阀，随运行工况按最优气量补入空气，方可达到预期的减振效果。     

老龙口电站1号机低负荷运行尾水管压力脉动处理浅析

老龙口电站i号水轮机在低负荷运行时,尾水管中形成涡带,使尾水管水流发生周期性变化引起压力脉动,形成强烈的噪音和较大的振动。针对这一情况,通过对尾水管补气装置的改造,减轻了机组在低负荷运行中引起压力脉动和振动,确保机组安全稳定运行。图5幅,表1个。     

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力，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。     

大藤峡水利枢纽水轮机运行稳定性分析及预防措施

针对大藤峡水利枢纽水轮机运行中水头变幅大、运行条件复杂、转轮直径大和国内大尺寸轴流转桨式水轮机设计、制造及运行经验较少等不利因素,对影响大藤峡水利枢纽水轮机安全稳定运行的脱流、磨蚀、尾水管压力脉动、卡门涡、水力不平衡等水力因素进行深入分析,并结合大藤峡模型水轮机稳定性试验,提出了优选水轮机参数、改善水轮机设计、优化机组结构设计、合理安排机组运行方式、设置有效的补气措施、优化水轮机流道和提高水轮机加工精度等预防措施,保证机组投产后的运行稳定性。     

三峡电站混流式水轮机稳定性研究

三峡电站水轮机是目前世界上运行水头变幅最大的巨型流流式水轮机之一，其运行稳定性是设计、研究制造和使用部门的关注的首要课题。在左岸电站机机招标文件和合同执行过程，明确提出水力稳定性是首要考虑的问题，并且体规定了模型和真机的稳定性指标。在水轮机模型验收试验中，发现一些现象与众所周知的部分负荷的压力脉动不同，表现为在运行水头范围内存在压力脉动峰值带，频率较高，且从蜗壳进口至尾水管的几个部位均同时出现较大     

施秉县小塘河电站水轮机空腔空蚀处理及原因探析

贵州省施秉县小塘河电站建成后,由于运行在低负荷区,水轮机吸出高度又大于最大允许吸出高度,致使水轮机空腔空蚀严重.采用尾水管十字架补气阀补气后,得以彻底解决.     

二滩水电站水轮机补气系统改造

针对二滩水电站机组投运以来出现的机组振动大和补气管逆止阀损坏的问题,对水轮机及其补气系统运行进行了分析,并通过对补气系统进行改造,提高了机组的安全性和稳定性.     

黄花寨水电站额定水头选取及稳定性分析

在水电站的设计中,额定水头的选取是关系水电站稳定运行的重要因素。黄花寨水电站最高水头90.47 m,最低水头59.48 m,针对水头变幅大这一特点,对水轮机的额定水头选取进行综合的技术经济比较,对水头出现频率分析后,得出适合电站运行的额定水头。并提出了从参数选择、水头范围、吸出高度控制、避振运行、补气方式等提高机组运行稳定性的措施。     

混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动试验研究

通过三峡电厂升水位试验数据分析了混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动主频的变化趋势,指出了目前两种用于计算尾水管涡带频率公式的适用性不足。试验数据表明,定水头下尾水管压力脉动主频在部分负荷低负荷段随着水轮机流量的增大有减小的趋势,在部分负荷高负荷段中呈“V”型分布,这种“V”型分布与尾水管固有频率相关;定导叶开度情况下,部分负荷下尾水管压力脉动主频与水头没有必然联系;试验同时表明,部分负荷下尾水管压力脉动对机组稳定性参数具有直接影响,是引起机组稳定性参数变化的主要原因。     

混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动试验研究

通过三峡电厂升水位试验数据分析了混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动主频的变化趋势,指出了目前两种用于计算尾水管涡带频率的适用性不足。试验数据表明,定水头下尾水管压力脉动主频在部分负荷低负荷段随着水轮机流量的增大有减小的趋势,在部分负荷高负荷段中呈“V”型分布,这种“V”型分布与尾水管固有频率相关;定导叶开度情况下,部分负荷下尾水管压力脉动主频与水头没有必然联系;试验同时表明,部分负荷下尾水管压力脉动对机组稳定性参数具有直接影响,是引起机组稳定性参数变化的主要原因。     

三峡水电站水轮机稳定性分析

混流式水轮机偏离最优工况运行有可能诱发机组的不稳定运行。三峡水电站在电力系统中具有举足轻重的作用，故水机的稳定性成为评价三峡水轮机性能的重要指标之一。三峡水利枢纽由于防洪需要，水头 ，且高、低水头历时时间长；机组在电网我中承担峰荷，高水地负荷变化大，导致水轮机长时间偏离最优工况运行，有可能存在稳定性问题。在分析大古力、依泰普等与三峡水轮机接近的大型混流式水轮机稳定性问题的基础上，对三峡水轮机高、低     

红石水电站轴流定桨式水轮机补气减振的几个问题

红石水电站轴流定桨式水轮机在空载和低负荷区运行时，振动剧烈．设计采用顶盖和尾水管两套补气设施．通过模型和真机补气减振测试试验证明，顶盖自然补气较尾水管补气减振效果明显．尾水管补气受吸出高度Hs值的限制．难以实现自然补气．在今后的定桨式水轮机结构设计时，应完善自然补气设施，使补入的空气通至叶片头部，并设置自动补气阀，随运行工况按最优气量补入空气，方可达到预期的减振效果．     

新疆ZG水电站水轮机选型及结构优化设计

介绍了新疆ZG水电站水轮机主要水力参数的选型和关键部件的优化结构设计.阐述在额定水头下水轮机的主要性能参数,转轮设计制造时充分考虑电站的特殊性和安全稳定性;对顶盖排水机构进行优化设计,实现快速装拆的功能;机组采用安全可靠的中心孔补气装置,并对机组尾水盘形阀设计制造进行可靠的锥形结构等优化设计.     

龙开口电站水轮机顶盖振动分析及结构改进研究

龙开口电站机组在试验水头下0~210MW负荷段顶盖存在强烈振动,水平、垂直振动幅值达400μm以上;针对水轮机顶盖振动偏大的实际情况,采取对水轮发电机组进行稳定性试验,测试并分析顶盖振动、尾水压力脉动等数据,分析研究得出顶盖刚度不够是影响顶盖振动值偏大的主要原因,另外水力振动与顶盖振动偏大也有一定关联性。现场制订并实施了消减顶盖振动综合治理优化方案,包括新顶盖结构改进、顶盖加固结构改进及补气管改进等;机组采取新顶盖结构改进及顶盖加固结构改进等措施后效果较好,有效消减了顶盖水平、垂直振动值。     

东风发电厂机组大轴中心补气装置改造

混流式水轮机运行过程中产生的尾水真空及空腔涡带是转轮发生空蚀的主要原因，空蚀使水轮机效率降低、振动加大，严重时会造成设备损坏事故。减小尾水真空及空腔涡带的方法就是对尾水管补气。东风发电厂原水轮机补气方式为尾水短管补气，补气效果差，且造成尾水锥管破坏严重及机组振动等问题。经研究，东风发电厂结合机组增容改造将水轮机补气方式改为由大轴中心补气，本文介绍了大轴中心补气装置的结构特点及改造后补气效果试验等。     

灯泡贯流式水轮机出力提升方案研究

为提高灯泡贯流式电站机组出力,采用试验手段对原厂协联关系曲线下的流道损失和水轮机效率进行测定,确定了影响机组稳定性及效率的因素,指出模型协联换算到原型协联的不足和灯泡贯流式水轮机对工作水头的敏感性。结合工程实际,采用合理技术方案对机组协联关系曲线进行了优化。同时在保证水轮机淹没深度的前提下,对电站尾水挡墙进行了适当削低,降低了尾水位,提高了水轮机工作水头,从而最终达到降低机组出力波动、提高单机效率和电站总出力的目的。     

基于PIMPLE算法的低负荷水泵水轮机内部流态研究

为探究水泵水轮机在低负荷工况运行时的异常水力激振现象，基于OpenFOAM软件中的PIMPLE算法，结合SAS-SST湍流模型对水泵水轮机在不同低负荷运行工况的内部流态进行三维数值模拟。与试验数据对比后，证明PIMPLE算法在低负荷工况模拟时具有一定的稳定性和可行性。从模拟结果中可发现：机组在偏离额定工况运行时，无叶区内部易出现低频脉动现象，同时叶片吸力面及出水边均存在回流涡结构。而随着流量增大后，转轮内部流态得以改善，尾水管直锥段处从小开度工况下的偏心螺旋状涡带逐渐向同心圆柱形涡带演变，同时涡带的运动过程一定程度上会影响尾水管进口处流态及压强分布的均匀程度，是诱发尾水旋涡的主要影响因素。     

万安水电站3号机组振动分析

针对万安水电站3号机组大负荷振动情况，在不同水头下对机组进行了稳定性试验。在大量现场试验基础上．分析了机组在不同水头、不同负荷下尾水管锥管处的水压脉动状况，以及机组各机架振动和大轴摆度情况。分析认为。机组存在水力不平衡，因而导致机组的摆度随负荷的增加而增大。