浅谈葛洲坝水轮机的空蚀磨损与防护试验

葛洲坝水电站投产以来的运行情况表明:水轮机过流部件已遭到过机泥沙的明显破坏,给电站的检修带来了极大的麻烦.近年来,为了探索泥沙对水轮机的破坏规律,研究减缓含沙水流对水轮机过流部件表面的磨蚀破坏速度,电站做了多方面的努力,本文将简要介绍这方面的情况.     

基于流场数值模拟的蜗壳优化改造

针对以等速度矩设计的混流式水轮机蜗壳在含泥沙水流中长期运行时尾段磨蚀严重的问题,提出型线优化方案,利用数值模拟方法对改型前后的水轮机全流道进行数值验证,结果表明改型后的蜗壳鼻端速度降低,减小了磨蚀对水轮机的破坏。通过对比分析蜗壳改型前后的速度矩、速度切向分量平均值及液流出流角的变化规律,得到一种工程中切实可行的蜗壳抗泥沙磨损及提高水力性能的改造方案。实例应用表明,该改造方案有效可行,可在工程中推广应用。     

高含沙对水轮机组的危害及对策

混流式水轮机在高含沙水流中运行时 ,常遭受泥沙磨损和磨蚀的破坏。本文主要介绍作者在魏家堡水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理 ,提高抗磨蚀性能。     

提高水轮机抗磨蚀性能的关键技术措施

我国已运行的许多水轮机严重遭受泥沙磨蚀破坏.本文指出了影响水轮机过流部件——转轮、导水机构和止漏环磨蚀破坏的要素和部位,从水力试验研究、结构、材质、加工工艺和表面保护等方面较详细地论述了提高水轮机过流部件抗磨蚀性能的关键技术措施.     

三峡水电站混流式水轮机叶片磨蚀机理浅析

针对空蚀与泥沙磨损影响水轮机安全运行的关键问题,分析了空蚀与磨损破坏机理,研究了湍流的拟序结构对磨蚀的影响,并结合三峡水轮机真实磨蚀状况,对水轮机叶片磨蚀机理进行了浅析,为水轮机的运行管理及合理的维护和检修提供了参考依据.     

螺旋流排沙在我省应用情况

我省秦巴山区的砂卵石河道上,修建了许多低水头引水式电站.这些小电站对于农村经济的发展,改变山区的落后面貌,发展农村电气化事业,缓解电力紧张局面,都起到了很好的作用.但有相当一部分电站存在一个突出的问题,即河道推移质泥沙随引水进入渠道,造成渠道淤积,水轮机严重磨损,有时被迫停水清淤或检修机组,给生产造成一定损失.     

高水头电站水轮机沙水流动特性的数值研究

研究泥沙磨损有助于降低水轮机磨损,延长水轮机使用寿命。运用Partical两相流模型对高水头多泥沙电站的水轮机全流道内部沙水两相流动进行数值计算,并分别分析转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的流动特性。计算结果表明,压力从固定导叶进口到转轮出口圆周方向的周向性较好,分布合理,最低压力高于空化压力。活动导叶上泥沙相体积分数最高在导叶头部位置,尾部泥沙相体积分数也较高,导叶靠近头部处和导叶尾部泥沙速度最大。转轮叶片各叶高流面泥沙相体积分数均在叶片工作面尾部达到最大,叶片头部和尾部位置泥沙速度均较高。研究结果对水轮机选材、关键磨损部位的预测及防护方案具有指导意义。     

非金属抗磨蚀保护层的应用和效益

本文总结了非金属抗磨蚀保护层的磨蚀规律,应用条件和引进国外的涂料性能及应用效果对比,充分说明了非金属涂层作为综合治理泥沙磨蚀问题的表面工程技术,对已建电站和泵站或新的通流部件保护是防治措施.     

九子溪电站水轮机增容改造

介绍了为九子溪电站水轮机增容研制的新型转轮。实际运行结果表明,在电站工况不变和未采取其他措施情况下,新转轮使原机组功率增容相对幅值达１５．３％。机组在不利的小负荷工况下运行近４０００ｈ,未见磨蚀痕迹,抗空蚀、抗磨蚀性能成于原转轮,新转轮完全可替代老的ＨＬ７０２型号水轮机转轮。     

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。     

烟岗电站水轮机设计

烟岗水电站装有2台单机容量为60MW的水斗式立轴水轮发电机组,电站总装机容量为120MW。对烟岗电站水轮机的基本特性、各主要部件的结构设计和应用功能做了简要的介绍,同时对水轮机的安全保护装置的组成部分和各组成部分的动作方式进行了做了简要的说明。     

潮汐电站水轮机过流部件的腐蚀及防护

潮汐电站水轮机过流部件的腐蚀影响着电站的安全稳定运行。文中分析了电化学腐蚀和空蚀两种主要腐蚀的机理,并结合江厦潮汐试验电站介绍了国内外潮汐电站的先进防护技术。     

基于正交试验的水轮机表面涂层抗磨蚀特性分析

为了减轻水轮机的磨蚀危害,采用赣江原型沙,在实验室条件下模拟磨蚀工况,通过正交试验法测定了2种不同沙粒粒径、3种不同时间段、2种水流含沙量、2种表面涂层(钴铬碳化钨涂层和钴铬碳化钨微晶石蜡复合涂层)条件下水轮机磨蚀失重量,并对试验结果进行极差分析。试验结果表明,磨蚀时间、表面涂层、水流含沙量、沙粒粒径4种因素对水轮机磨蚀破坏的影响程度依次减小;对比各因素极差值可知低孔隙率、高结合强度的表面涂层磨蚀失重量小,抗磨蚀性能好。     

单库单向运行潮汐电站发电量最大化计算模型及应用

潮汐电站一直存在资源利用率不高的问题,在电站建设初期当机组选型确定时,制定合理的水库蓄、放水计划,可在不增加投资的前提下获得更多的发电效益。为此,以国内某潮汐电站为例,根据各时刻机组发电流量的不同制定运行方案,基于动态规划法建立了单库单向运行潮汐电站发电量最大化计算模型,并利用龙格库塔算法,结合Matlab软件模拟了各时刻水库水位变化过程,求解了各运行方案的发电量值。计算结果表明,受潮汐水位及机组特性的控制,电站发电量的多少取决于发电流量在各时刻的分配,流量最大运行方案发电量明显大于效率最优运行方案,而发电量最大运行方案流量分配介于效率最优运行和流量最大运行之间。     

Operating maps of a combined hydrogen production and power generation system based on aluminum combustion with water

The performance of a novel hydrogen production and energy conversion system based on the aluminum-water reaction is addressed by means of a lumped and distributed parameter numerical approach. The interest on this type of technology arises because of the possibility of obtaining at the same time different secondary energy sources, such as hydrogen and heat and mechanical work, with very low pollutant and greenhouse gas emissions.In this paper the numerical models of the main components adopted in the system are developed, including the combustion chamber, the steam/hydrogen turbine and the heat exchangers. The behavior of the whole system is investigated for different configurations and energy conversion cycles, i.e. electric energy production only and combined heat and power production, in order to determine the operating maps in terms of efficiency, power output, pressure and temperature in the main sections, mass flow rates and the hydrogen yield. The numerical analysis of the thermo-dynamic behavior of the power unit is aimed at assessing the guidelines that will lead to the construction of a first prototype of this system.Finally, the use of a cogeneration system based on the aluminum combustion with water system for on-site small scale hydrogen production for feeding a hydrogen refueling station is explored. The proposed system is compared with other technologies as well as the case of large scale hydrogen production and delivery.     

振荡水柱波浪发电空气透平工作特性数值模拟

为更深入地探讨振荡水柱式波能发电装置的原理,对用于波力发电装置二次能量转换的威尔斯式透平进行了三维全流道模拟计算。针对对称翼型叶片和非对称翼型叶片的威尔斯式透平,分别考察了其在不同叶片安装角下的效率和出力随流量系数的变化趋势,得出了不同叶片安装角时威尔斯式透平运行的最佳参数。在相同工况下,对比分析了不同翼型叶片威尔斯式透平的效率、出力、输入系数及扭矩系数随流量系数的变化,并比较了叶片表面的压力分布情况。结果表明,随着叶片安装角增大,装置最高效率值增大,且在安装角大于9°后变化缓慢,而装置最大出力却随着安装角的增大而减小;采用非对称翼型叶片时,装置的出力、输入系数、扭矩系数均大于相同工况下对称翼型叶片装置。     

燃气机组发电特性及其在电网中运行方式的研究

在全世界对节能减排和环境保护极其重视的情况下,对清洁、高效的燃气发电方式进行深入研究有重要意义。本文基于近几年我国华东地区安装的大容量新型S109FA联合循环机组的运行状况,对发电特性及其在电网中的运行方式进行分析研究,提出应该考虑不同类型燃气机组的特性,进行电厂规划设计和电网运行调度,以保证燃气机组在电网中充分发挥其优势。     

Thermodynamic analysis of combined electric power generation and water desalination plants

The performance of three systems combining reverse osmosis (RO) to produce drinkable water and a steam power plant is modeled and calculated. The RO subsystem incorporates a power recovery unit: a hydraulic turbine in the first two cases and a pressure exchange unit (PES) in the third case. The coupling between the RO and power plant subsystems is only mechanical in the first case (the power plant provides mechanical power to the pumps of the RO subsystem) while in the two other cases the coupling is both mechanical and thermal (part of the heat rejected by the condenser of the power plant is transferred to the seawater). The effects of feed water flow rate and salinity, energy recovery system (hydraulic turbine or pressure exchanger) and operating pressures on the energy and exergy efficiencies and on the permeate quantity and quality are analyzed. Energy and exergy fluxes for all the components, as well as the quantity of drinkable water produced by each of these systems, are also compared for identical operating conditions.     

蓄能机组推力轴承镜板泵调试与性能测试

针对某抽水蓄能电站首台机组调试阶段机组推力轴承镜板泵不能建压的问题,分析了可能产生的原因。在此基础上,测量了开机过程和额定转速情况下镜板泵流量和出口压力,分别采用短时傅里叶变换和傅里叶变换对压力信号进行分析,指出不同工况下镜板泵出口压力脉动的主频主要表现为泵孔通过频率,且镜板泵在中高转速下存在压力和流量不稳定区,应引起足够注意。