三峡水电站ALSTOM机组低水头运行稳定性分析

混流式水轮机的水力稳定性与机组水力工况密切相关。以三峡电站左岸6号机组稳定性试验为例，分析了ALSTOM机组的低水头运行稳定性。根据试验分析结果，可将机组运行工况划分为小负荷区、涡带振动区、大负荷运行区。小负荷区机组效率较低，机组不宜在此区间运行；大负荷区机组运行稳定性最佳，但机组应避开强涡带工况区和特殊频率振动区运行。     

尤溪街面水电站水轮机运行稳定性初探

国内外大型混流式机组一般都存在不同程度的稳定性问题，从而影响机组的正常运行。而高水头小开度，叶片冲角过大，导致叶片头部脱流空化，形成叶道涡而产生振动，是水轮机运行水头变化幅度大的电站尤其应该注意的问题。本文结合街面水电站介绍了水轮机振动的原因和改善水轮机运行稳定性的措施。     

混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析

压力脉动产生于机组运行过程的非定常流场,是引起水轮机组振动及不稳定运行的主要水力振动源之一。其中,尾水管的螺旋状涡带是引起水力振动的最主要因素。本文通过对混流式水轮机模型试验,研究了混流式水轮机尾水管内压力脉动与空化系数、泄水锥形状及补气量的相互关系。     

混流式水轮机运行性能的分析

混流式水轮机性能的优劣与其运行工况有很大关系.要提高其能量转换效率,保证水轮机运行的安全稳定,了解和掌握水轮机在不同工况运行时的水力特性是十分必要的.在林家村水电站运行资料的基础上,采用统计分析的方法,并从理论上分析了混流式水轮机的运行状况.分析结果与实际情况基本吻合,并提出了该电站科学运行的建议,对同类型电站运行具有指导与借鉴意义.     

三峡电厂左岸3号机组低水头运行稳定性

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。以三块电厂左岸3号机组稳定性试验数据为例,分析机组小负荷区、涡带振动区、大负荷运行区的运行稳定性,为保障机组安全稳定运行提供了实测依据和建议。     

大型混流式水轮机转轮应力研究综述

混流式水轮机转轮的裂纹问题,降低了转轮的使用寿命,给机组运行带来了安全隐患,也是制约大型机组宽域运行的主要因素之一。混流式水轮机在低负荷工况的水力稳定性,决定了其运行的安全稳定范围。而叶片裂纹的产生及发展,与叶片在不同工况下的应力特性密切相关。本文总结了混流式水轮机裂纹出现的不同原因,分析了裂纹处理及预防的不同案例,详细对比了三种转轮应力研究方法的不同,最终对大型混流式水轮机转轮应力的研究前景做了总结和展望。     

混流式水轮机在部分负荷工况下的运行特性

混流式水轮机作为一种通过导对调节的单调节机器，在部分负荷工况下通常运行状态不佳，对于仅装有一台机组的电站，由于不能通过关闭几台机组来避免在部分流量下运行，其问题尤为突出。投资的获利能力直接与机组在部分负荷工况下运行的稳定性有关。介绍了混流式水轮机在部分负荷工况下运行时的几种现象及使水轮机能较好地稳定运行可采取的一些措施。     

水轮机稳定运行的分析研究

混流式水轮机在偏离最优工况运行时,会产生脱流空化和涡带,产生机组振动和空蚀,进而影响机组运行稳定性,甚至造成转轮叶片裂纹、尾水管撕裂等,迫使机组停机检修.为此,就水电站机组运行稳定性的问题进行了研究,提出了优化设计、加强制造和检修质量的控制、消除尾水管涡带引起的振动等行之有效的预防措施,可供参考.     

水头变幅大的混流式水轮机CFD分析与优化

水轮机稳定性问题一直是研究的难点，对水头高，水头变幅大的电站尤其受到关注，且目前已经投入运行的大型水电站都存在不同程度的振动问题，虽然产生的因素很多，但水力问题是重要因素之一。本结合龙滩水电站水轮机参数优化及稳定性研究项目，通过CFD分析，对模型水轮机的蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管进行了全面的优化设计，模型转轮共计算了22个工况点，经过优化的转轮延迟了小负荷区涡带的产生和叶片正背面脱流的产生。通过模型试验验证，龙滩水电站水轮机水力性能研究是成功的，研究成果达到了预期目标，CFD分析结果与模型试验结果基本吻合。     

混流式水轮机水力振动

通过几个电站混流式水轮机的现场水压脉动检测试验发现,在机组额定出力的20％～30％范围内出现过水系统整体（蜗壳进口、顶盖、尾水管）水力共振,频率为转频的1-1．4倍,严重地影响机组稳定运行。将在实际工程试验中遇到的有关混流式水轮机水力振动及相关问题解决方法进行介绍。     

混流式水轮机水力设计技术的研究和应用

混流式水轮机是水电站中应用最广泛的机型,其内部通流部件的水力设计影响整座电站的发电效益和稳定运行。本文介绍了近30年来中国水科院水力机电研究所混流式水轮机水力设计技术的研究和应用情况:在国内率先开展混流式水轮机内部流态观测试验研究,建立了水轮机水力稳定性表征形式;创新提出了叶片环量分布模型、叶片翼型计算方法和叶片积叠成型技术;实现了混流式水轮机"量体裁衣"式定制;提出的"丰枯水期双转轮配置"技术攻克了径流式水电站丰枯水期流量差别大、水轮机难以兼顾运行的技术难题;系统总结归纳了水电站技术改造的解决方案和流程。研究成果成功应用于国内外200余座新建和改造电站,取得了巨大的社会经济效益,极大地推动了行业的技术进步。     

提高混流式水轮机稳定性的对策

混流式水轮机的振动和叶片裂纹严重影响机组的稳定运行和经济效益,随着机组容量和尺寸的不断加大,稳定性问题将会更加尖锐和突出。提高混流式水轮机稳定性,首先要选定合适的水头变幅范围;第二要有一个优秀的水力设计;第三要优化结构设计,;第四要提高制造质量;第五要科学管理、规范运行。     

混流式水轮机大负荷压力脉动模型试验研究

混流式水轮机涡带压力脉动是引起水电机组剧烈振动的主要水力因素之一,其关注重点是低负荷偏心涡带,对大负荷直涡则研究较少.但是,在部分水电站大负荷压力脉动很严重,有的甚至引起尾水管底板撕裂、转轮掉块等问题,严重影响电站运行安全.本文重点介绍了某混流式模型水轮机进行大负荷压力脉动试验的方法及结果.试验过程中,在测量压力脉动的...     

小流量工况尾水管补气对混流式水轮机出力的影响

混流式水轮机在小流量工况下其转轮出口水流会产生涡旋运动，此时向转轮出口或尾水管补气时可以减轻水轮机的水力振动，但补气对水轮机出力的影响过去没有给予足够的重视，现经理论研究和模型试验，证明在小流量工况下给尾水管补气有利于增加水轮机的出力。     

金安桥水电站主轴补气装置增加防尾水倒灌措施

混流式水轮机在不稳定工况(一般在30％～60％额定出力)运行时,尾水管所产生的尾水真空及空腔涡带是转轮发生空蚀的主要原因,同时,空蚀使水轮机效率降低、振动加大,严重时甚至导致整个机组和电站厂房振动及噪音加大,因此,补气装置的可靠运行是保证机组稳定运行的条件之一.金安桥水电站下泄流量大于5010 m3/s时,尾水位高于补...     

水泵水轮机无叶区压力脉动产生机理研究

抽水蓄能电站厂房振动问题是影响电站及电网安全稳定运行的关键技术难题。本文首先介绍了水泵水轮机无叶区压力脉动的幅值和频率特性,总结出无叶区压力脉动幅值大于其它位置、水轮机工况无叶区压力脉动幅值大于水泵工况、水泵水轮机水轮机工况大于常规混流式水轮机等规律性特征,指出了无叶区压力脉动的主频为叶片通过频率。其次,本文应用自由涡环量等于常数原理,通过对水泵水轮机水轮机最优工况远离运行区、水轮机工况转轮叶片进口速度三角形、飞逸转速工况压力脉动幅值最大等问题的深入分析,提出了水泵水轮机水轮机工况无叶区高幅值压力脉动源自于转轮叶片进水边正面脱流产生的自由涡这一机理性认识。     

卧轴混流式双转轮水轮发电机组技术特点及应用前景简析

简述了卧轴混流式双转轮水轮发电机组的基本特点,通过调节投入运行的转轮数量,可以较好地解决流量变幅大的电站在小流量低负荷工况下的机组运行稳定性问题,扩大了卧轴混流式水轮机的运行范围,增加电站在枯水期的发电效益。同时,为该类型电站的机组选型提供了一种新的思路。     

大型混流式水轮机稳定性研究及对策

混流式机组由于结构简单,适用水头范围广,制造技术较为成熟的特点在大型水电站的开发中占据主导地位,但由于混流式水轮机是固定叶片式的水力机械,机组运行稳定性和转轮叶片的裂纹是威胁水轮机安全运行的两大问题,本文通过对影响混流式水轮机稳定性的因素进行分析研究,并提出了一些提高机组运行稳定性的对策。     

三维非定常湍流尾水管涡带计算研究

混流式水轮机弯肘型尾水管在部分负荷工况下产生带气泡的尾水涡流, 涡流在离心力的作用下形成与水流共同旋的涡带，由此产生的低频压力脉动是混流式水轮机面临的一个普遍性问题。水轮机中存在的水力压力脉动现象将诱发转轮叶片疲劳破坏。更有甚者对整个机组、厂房构成威胁, 严重影响了机组的安全稳定运行。本文采用全流道三维非定常流动数值模拟方法, 研究三峡混流式水轮机在部分负荷工况运行时，由尾水管涡带以低频的周期在尾水管内旋进引起的压力脉动现象。采用全流道非定常流动粘性湍流计算，计算结果表明在各记录点都捕捉到了涡带低频压力脉动：频率为0.333Hz, 是转频1.25Hz的3.75分之一，相近工况模型试验实测涡带频率为5.31Hz, 是转频18.62Hz的3.51分之一，从涡带频率看计算结果与试验测量结果一致。     

混流式水轮机部分负荷水力振动

混流式水轮机组不稳定运行问题多数已被人们所认识,并有可行的工程措施予以解决。然而大量的现场试验研究结果表明在某些电站,存在一个脉动频率略高于机组转速频率的强水压脉动区,机组在此区域产生强烈振动,不能保证安全运行。将在湖南欧阳海水电站、黄河万家寨水电站试验中遇到的此方面问题进行介绍和探讨,分析了水轮机低负荷水压脉动区产生的原因和问题的解决方法,提出了在水轮机选型设计、水轮机及电站设计制造、合理选择水轮机安装高程、水轮发电机组运行管理等方面应注意的问题和解决措施。