抽水蓄能电站水泵水轮机吸出高度选择

水泵水轮机吸出高度的合理选择,对节约工程投资、保证机组安全、稳定运行等具有重要意义。文章主要从水泵水轮机的空蚀限制条件、影响水泵水轮机空化性能的主要因素等方面入手,结合溧阳抽水蓄能电站实例,对抽水蓄能电站水泵水轮机吸出高度选择进行简单分析。     

斜轴变桨轴流泵空化特性试验

为研究单机流量为50m3/s的新型斜轴轴流泵的空化特性,基于轴流泵试验平台,针对斜轴轴流泵开展不同叶片角度条件下的能量特性及内部流动特性分析,总结了该类泵空化现象的发生规律,确定了合理的设计参数与运行参数。结果表明:叶片角度及扬程与水泵空化性能密切相关,在高扬程或超低扬程运行时,水泵空化性能较差,易产生空化;可通过变桨技术,减小水泵叶片角度,从而改善空化性能,获取更优的运行稳定性。     

基于高速摄影的水力机械空化空腔膨胀收缩特性试验研究

水力机械水力不稳定是水电站、水泵站机组和厂房强烈振动、转轮叶片断裂、尾水管撕裂、压力及负荷振荡等稳定性问题的主要来源。空化空腔危害水力机械稳定性理论认为，空化空腔的膨胀收缩循环变化是引起强烈压力脉动及振动的主要根源，但该空化空腔的膨胀、收缩及溃灭并无试验资料证实。采用高速摄影对水力机械空化空腔膨胀收缩特性进行研究，证实了混流式水轮机叶道涡空化空腔、贯流式水轮机叶片两个端面间隙流空化空腔遇低压膨胀、遇高压收缩甚至溃灭的特性，发现贯流式水轮机叶片与转轮室之间间隙流是小尺寸多列漩涡流涡街。     

回龙抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验

南阳回龙抽水蓄能电站2台水泵水轮机是立足于国内采购的第一个高水头单级、可逆式机组，水泵水轮机的模型目击验收分为国内中间验收试验和国外最终验收试验。两次试验结果表明：2台水泵水轮机的水力性能优越，能量特性除水泵工况在最小扬程的入力微超外，其余均满足合同要求；在整个运行范围内，基本上能保证在无空化工况下运行，其空化特性、压力脉动基本满足合同要求；哈尔滨电机有限责任公司与日本日立公司两家试验台的配置、精度及分项误差、总的误差等参数非常接近，均满足合同及IEC有关规程要求；目击验收试验数据与预试验数据基本吻合。     

混流式水轮机低负荷运行水力稳定性的研究

目前已经建成或正在建的大型水电站中混流式机组运用广泛。由于水力因素影响,机组固有特性决定其无法在低负荷稳定运行。因此,本文通过介绍混流式机组在低负荷运行时的稳定性影响因素、尾水管压力脉动的成因、特性、对机组稳定性的影响以及其与运行工况和空化关系,提出运用多元线性回归分析算法建立回归模型的思路。利用该模型定量分析机组稳定性与工况参数、空化系数和时间因子的影响关系,进行稳定运行区的划分和机组稳定运行时的寿命预测。     

黑麋峰蓄能电站水泵水轮机模型验收试验及性能分析

对黑麋峰抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验结果进行了分析,其能量特性、空化特性、压力脉动特性等各主要指标满足合同规定及性能保证要求,为真机的设计、制造、安装及运行提供了可靠的依据.同时,对水泵水轮机存在的"S"特性进行了分析.并提出了其影响因素.     

大型水力机组中空化现象的比尺效应

大型水力机组中的空化比尺效应关系到真机的空化性能和水电站装机高程的确定．影响水力机组空化比尺效应的主要因素有：机组运行水头、转轮直径、液体中的空气含量以及流动介质本身的性质等等．本文在前人研究的基础上推导出真机与模型机之间的空化相似率，提出了水力机械模型试验台上空化试验应遵循的相似准则．以岩滩电站为例，根据其模型转轮的空化试验和流场理论分析结果推算了岩滩电站真机的空化特性．建议在确定大型水力机组，尤其是三峡机组的吸出高度时，较多的考虑初生空化系数的影响，取用较接近于真机实际的初生空化系数值，从水电站的设计和机组安装上保证转轮内良好的流态，避免空化引起的破坏．     

蒲石河抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验及性能分析

通过对蒲石河抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验结果进行分析,表明水泵水轮机能量特性、空化特性、压力脉动特性和其它指标均满足合同规定.试验结果可信,模型试验数据可作为原型性能换算的基础.     

呼和浩特抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验

对呼和浩特抽水蓄能电站水泵水轮机的模型验收试验中的能量特性、空化性能及水力稳定性进行了介绍,对水泵水轮机的主要水力性能进行了初步分析,对改善S特性以及对真机的设计及运行提出了建议,可供参考.     

水泵水轮机在S特性区的流态及压力脉动研究

抽水蓄能机组的四象限特征曲线存在着S形曲线,抽水蓄能机组运行工况复杂,机组经常在多个工况之间转换,机组在水轮机和水泵状态之间频繁切换,都会穿越S形曲线。S特性可以导致水泵水轮机机组产生强烈的振动,使得机组并网困难,振动剧烈,甚至因压力超标严重影响电站的安全稳定运行。在业界的共同努力下,S形问题对工程投运影响已经得到了根本解决,但是S形问题的诱发机理并不十分清楚。因此该文以某模型水泵水轮机为研究对象,通过全流道非定常数值模拟和基于全特性试验的粒子图像测速法（particle image velocimetry,PIV）相结合,根据机组的运行特性,选取水泵水轮机三个开度下的13个工况点内部流动特性及压力脉动特性进行了研究。综合数值模拟及试验结果,获得空载工况,小流量工况及反水泵工况下无叶区漩涡的运动规律。分析了漩涡结构对无叶区压力脉动特性的影响。结果表明,空载工况对S特性区压力脉动幅频特性存在影响,空载工况与无叶区压力脉动存在必然联系。各工况点下无叶区压力脉动主频大部分工况为叶片通过频率,即9 f_n（f_n为转频）,部分工况受尾水管压力脉动影响主频...     

抽水蓄能机组水泵断电过程中的机组反转问题

与常规机组相比,抽水蓄能机组具有水泵断电的工况,水泵断电时受导叶关闭规律和机组特性影响,经常要面临机组反转问题。以洪屏抽水蓄能电站为例,针对水泵断电时机组是否需要反转,反转是否有利于抽水蓄能机组的运行,以及反转时机组转速上升率对抽水蓄能机组运行的影响进行研究。利用水力机组过渡过程模拟计算和原型试验的方式,对机组30%反转和100%反转的工况进行研究。结果表明:两种工况下机组的控制参数均满足要求;综合考虑通流系统压力极值、材料应力极限、压力脉动等因素,100%反转工况优于30%反转工况;在反转转速不超过额定转速时,机组反转的转速越高,越有利于机组水泵断电工况的过渡过程要求。     

水泵水轮机不稳定性运行的初步探讨

介绍了水泵水轮机的全特性及对机组几种主要运行工况的影响分析，探讨解决机组不稳定运行的措施和方法。     

空化对振动水翼附加质量和阻尼特性影响研究

抽水蓄能机组需频繁调节工况以适应电网需求。由此水力激振频率范围加宽,共振风险增加。附加质量和阻尼特性是评估共振工况点和共振幅值的关键参数。在空化发生时,叶片绕流流体从液相变成汽相,其复杂的流固耦合效应对叶片附加质量和阻尼特性产生影响。本文将叶片简化为NACA 0009水翼,探索了空化发生时基于双向流固耦合的附加质量和水力阻尼特性预测方法。结果表明,模拟得到的静水中固有频率和不同空化数下的空化脱落频率与实验结果吻合良好,相对误差分别在7.12%和8.76%以内。在空化数σ=1.04~2.02范围内,固有频率和水力阻尼随空化数的降低分别增大和减小,相对于实验的平均误差分别为9.69%和13.65%。内部流动分析表明反向射流导致前缘空化周期性脱落,吸力面的绕流速度下降则是空化发生后水力阻尼下降的主要原因。研究成果对抽水蓄能机组设计阶段预判空化时的叶片振动评估具有重要指导意义。     

洪屏抽水蓄能电站首台机组抽水特性研究

对江西洪屏抽水蓄能电站首台机组抽水特性进行了研究,包括溅水功率、首次抽水、水泵断电、水泵事故停机、水泵正常停机、抽水转抽水调相等,提出了保障抽水蓄能机组水泵调试安全的策略。     

浅论实际设计工作中低扬程水泵的合理选型

通过对低扬程水泵结构型式分析,强调实际设计工作中综合评定泵站流量、最优效率、空化特性、总投资、年运行维护费用及安装维护等因素综合作用对泵站效率的影响,以达到所选方案具有技术性能良好、经济指标合理的选型目的。     

某抽水蓄能电站水泵水轮机关键技术参数选择

水泵水轮机关键技术参数的合理选择直接影响到抽水蓄能电站建设的经济性和运行的安全可靠性。通过对国内外大量已建蓄能电站的水头、扬程、比转速、空化系数等关键技术参数进行统计,由经验公式与数据统计相结合,并考虑到现代水泵水轮机的水力设计和制造水平,以确定机组最优的关键参数即比转速和吸出高度。     

基于轴系摆度形态的水泵振动分析法

立轴水泵机组的摆度是反映水泵机组横向振动的主要特征数据。将立轴水泵机组轴系简化为两圆盘三支承的几何模型,定义了轴系摆度的4种基本形态;利用不同试验工况下水泵机组受力特性与轴系形态的变化,来分析和寻找诱发水泵机组振动的主导因素。以牛栏江-干河泵站水泵的摆度测量数据为例,对无水启动、充水造压、带负荷运行3种情况下的水泵机组轴系摆度形态进行分析,并且采用2台泵组轴系形态对比的方法,研究了2号泵组振动摆度偏大的原因。研究中所给出的分析方法对泵站机组的振动原因分析具有一定的参考价值。     

CFD水泵模型试验在漳湖站工程中的应用

为了保障泵站工作效果,对漳湖圩漳湖泵站进行了水泵装置模型试验,获得了漳湖泵站水泵装置模型特性。能量试验结果表明水泵扬程满足相关规范要求;叶片安放角越小,单位飞逸转速越高;空化试验结果表明,叶片安放角-2°时,各扬程工况下临界空化余量均在10.0 m以内;水压脉动试验结果表明水泵水压脉动符合常规混流泵水压脉动规律,无异常现象。建议将叶片安放角调节至-2.6°,可满足漳湖泵站现场工况需求。研究结果为泵站安装提供参考。     

不同空化条件下轴流泵反向发电压力脉动特性研究

以南水北调某泵站为模型,对该泵站大型轴流泵反向发电发生空化条件现象进行全流道数值模拟。对反向发电工况下空化现象进行定常与非定常研究,并与试验结果做比较,得出了水泵反向发电时发生不同空化条件下的气泡体积分布规律,并预测了叶片发生空化的发展特性。在反向发电工况下对三个监测面的压力脉动进行研究,得出压力脉动幅值在导叶进口处最小,转轮出口处幅值最大,约为转轮进口处7倍,水流受转轮转动影响严重,主频为转频。不同空化数下转轮前后的压力脉动幅值随着空化系数减小而增大,压力脉动主频不受空化系数影响。空化数越小,叶片受到的径向力减小,轴向力增加,加剧转轮的不稳定性。为确保轴流泵反向发电运行的稳定与高效,应使得装置在较高的空化系数下运行。     

河南五岳抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验

河南五岳抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验于2021年12月在DF-150水力机械通用试验台进行。简要介绍了模型水泵水轮机和模型试验台,并对主要试验结果进行了分析,试验结果表明,该水泵水轮机模型能量、空化、飞逸转速、压力脉动、全特性等主要水力性能满足合同要求。