高速喷射式冲刷腐蚀实验装置的研制及其实时动态电化学测试

冲击式水轮机在多沙河流上运行时会面临十分严重的泥沙磨损问题。针对目前国内缺乏冲击式水轮机泥沙磨损研究试验系统的情况,研发了一套冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统。该系统由管路及供水系统、沙水池及泥沙搅拌系统、水轮机试验机组、数据采集与测控系统等部分组成,可支持最高水头800 m、最大流量300 m³/h和最高水轮机转速2500 r/min的冲击式水轮机泥沙磨损和性能试验,采用可编程控制器（PLC）和LabVIEW软件可实现供水泵启停、水轮机转速调节和管路阀门自动控制,同时能实时监测水轮机转速、水头、流量等关键参数。经过试验显示该泥沙磨损试验测试系统具有精度高（达0.3%）、自动化水平高、运行稳定、操作简单以及人机界面友好等特点。

     

吉牛水电站冲击式水轮机水斗沙水流动特性及泥沙磨损研究

冲击式水轮机由于水头高,其高速射流引起的水轮机水斗泥沙磨损非常严重。为探究冲击式水轮机在高速水流下泥沙颗粒对水斗的磨损,基于CFD技术对吉牛水电站冲击式水轮机全流域进行液气固三相流动数值计算和水斗泥沙磨损预估,获得转轮水斗的内部流动特性和泥沙磨损情况。结果表明：水斗根部的出水边、水斗工作面靠近根部处以及切口和分水刃磨损严重,分水刃及切口的磨损大于水斗工作面的磨损,分水刃到出水边的磨损率总体上先上升后下降;水斗磨损的计算结果与实测结果较为一致,计算结果仅比实测结果偏大6%左右,说明泥沙磨损预估方法有效可行。本文的研究结果为冲击式水轮机泥沙磨损预估和电站运行维护提供了技术方法和依据。     

渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损研究

渔子溪系山区河流,泥沙含量大,渔子溪电站水轮机转轮的泥沙磨损严重。本文通过数值计算和试验分析的方法,对渔子溪电站的水轮机进行沙水流动的数值模拟和水轮机转轮叶片的泥沙磨损试验,得到水轮机转轮的泥沙磨损情况,预估出转轮的磨损寿命,并提出抗泥沙磨损的措施。研究结果对优化渔子溪电站水轮机运行策略提供了重要依据,用以指导电站运行管理人员有针对性地回避发生严重磨损的运行工况,以此达到保证机组安全运行、减轻转轮磨损、延长转轮使用寿命、最大程度减少电量损失的目的,同时也对其他多泥沙河流水轮机抗磨研究和运行具有重要的指导意义。     

确定水轮机转速的一种新方法

<正> 在水轮机制造行业中,确定水轮机转速的现行方法是导出每种型号水轮机的比转速和净水头之间的经验公式。因而,水轮机转速变成水头、直径和转轮进口速度的函数。前两篇文章中,作者阐明了转轮叶片数目对水轮机装置有直接影响。叶片数目也影响到水轮机的转速。本文将表明,在考虑了转轮叶片的数目和尾水管型式后,有可能导出一个更精确的水轮机转速方程。该方程能用于各种类型的反击式水轮机。(明槽式、灯泡式、卡普兰式、定浆式和混流式)这个新的方程是在对于155台水轮机组分析的基础上而建立起来的。 Schweiger和Gregori导出了比转速的最新公式,如下所示比转速n_q和水头h之间的三     

基于超声波测流法的HLA855a-LJ-310型水轮机效率试验

水轮机效率特性是评价水轮机性能的一个重要指标,是进行机组间负荷优化分配的依据,故对水轮发电机组进行原型水轮机效率特性试验具有十分重要的意义。在试验机组投入商业运行前,应用超声波测流法对HLA855a-LJ-310型水轮机进行了现场效率试验。介绍了试验设备和计算机测试系统的配置,阐述了工况参数的计算方法,根据试验测试结果计算出试验水头下水轮机的效率特性及其耗水率特性,分析了引水水头损失与流量平方之间的关系,根据计算和分析结果修正了水轮机生产厂家给定的蜗壳压差流量系数。在对试验数据的分析计算中发现,超声波测流法的实时性好,操作简单。分析和计算结果表明,试验水头下水轮机效率和最大出力可以满足技术协议保证值的要求,但其他水头下的特性曲线还有待进一步的试验分析。     

基于计算流体动力学的波力直驱式水轮机性能研究

对一种新式、由波浪直接驱动的水轮机性能进行了研究,该波力直驱水轮机导叶为固定式,转轮与冲击式透平相类似.该波能转换装置既可以是近岸固定型的,也可以是海上漂浮型的.在雷诺时均N-S方程基础上,采用有限体积法和标准k-ε紊流模型,对该水轮机内部流动进行了三维数值模拟,并利用数值计算结果对其水头、转速特性进行了研究,还考察了径间比、轮毂比对该水轮机工作性能的影响.研究表明,该波力直驱水轮机具有宽的高效率区,对水头(波高)变化的适应性强,启动性能好等优点.通过以上研究还获得了该水轮机较优的设计参数.     

水电站站内运行优化通用系统设计

摘要：针对形式多样的水电站,利用人工神经网络建立水轮机组能量特性模型并用遗传算法进行优化;统一采用多项式方式分别对水电站内各台水轮发电机组的引水管路进行分段水头损失计算;在对下游水位和流量关系处理时,除利用流量-下游水位关系曲线计算外,对具有的特殊情况,引入了逻辑条件输入模式进行编程处理。通过这些方法的综合利用,设计了通用的水电站站内优化系统。该系统针对多个水电站进行试运行时,在处理电站参数、管路水力损失、下游水位及优化运行等方面均表现出很好的适应性。     

500 m水头段高水头混流式水轮机的选型设计

大岩坑水电站是目前国内运行的单机容量最大、转速最高的立轴混流式机组,最大水头达415.39 m,最大升压水头达533.3m.通过对大岩坑水电站的机型选择及机组特点进行分析,说明了500 m水头段采用混流式机组代替冲击式机组具有明显的可行性和优越性.     

轴流转桨式水轮机机组性能测试分析

轴流转桨式水轮机的轮叶是将水的动能和势能转换为机械能的重要部件。当更换水轮机轮叶时, 机 组的整体性能会发生改变, 因此需要对其出力和振动情况进行测试。对更换新轮叶后的水轮机组各部位的振动、 摆 动进行了稳定性试验, 检验了机组运行的动平衡质量以及水轮机动态特性, 校验了最大负荷能力。测试结果表明, 在试验水头下, 机组能够在额定功率下安全稳定运行。     

冰箱蒸发器管路特性自动检测系统研制

介绍了冰箱中蒸发器和毛细管等管路器件特性自动测试系统的设计原理。运用管中气流的理论,分析了温度和压力对管路阻力综合参数的影响,提出了管路阻力综合参数和泄漏系数的检测方法。用差压、流量变送器和数字集成温度传感器,通过三星单片机进行数据采集和运算处理,研制了管路器件泄漏和阻力综合参数测试系统,样机运行的测试结果表明,该管路测试系统的设计是成功的。     

挤压式偏心回转泵试验研究

针对传统结构原理泵难以同时具备高压和大流量的性能,设计一种挤压式偏心回转泵,其同时具备离心泵大流量和往复泵高压力的特点.本研究提出挤压式偏心回转泵的原理及设计方法,推导缸体内腔包络线、转子型线的表达式,对进出口的尺寸、位置进行合理性分析,对曲轴、转子密封系统进行材质、受力等分析,并进行试验测试,研究挤压式偏心回转泵的流量、压力的时间曲线,分析其容积效率、机械效率、水力效率及总效率在不同出口直径时随转速的变化规律.结果表明:输入功率为17. 6 k W、电机转速为800 r/min时,测试泵的流量达32. 17 m~3/h,压力达1. 7 MPa;转速800 r/min以内时,其流量不均匀系数小于2. 4%,容积效率在85%以上;转速为800 r/min、出口直径为d时机械效率达最大值90. 23%;水力效率随转速的升高而升高,当转速达800 r/min时开始减缓升高或降低;测试泵的总效率在转速为800 r/min、出口直径为d时达最大值60. 75%.挤压式偏心回转泵可以同时具备大流量和较高的压力,可在需求高压和大流量的工况下推广应用.     

海流能水轮机模拟研究

为了实现海流能发电的实际工况模拟,分析了直流电动机与水轮机的运行机理,探讨了二者的功率及转矩特性,设计了控制直流电机的电流转速双闭环控制策略,并利用Matlab/Simulink搭建了水轮机模拟仿真系统,完成了固定流速、缓慢增速和随机流速3种典型工况下的系统仿真实验。实验结果表明,电流转速双闭环的直流电动机控制系统可准确模拟水轮机的主轴转矩,适用于实验室条件下对海流能发电机的测试。     

HL240-LJ-140 水轮发电机组超低水头下的运行特性

通过现场试验获得了ＨＬ２４０－ＬＪ－１４０水轮机在超低水头下运行的动力特性以及机组的振动与摆度等数据,对机组在超低水头下运行的稳定性与可行性进行了分析,提出了ＨＬ２４０－ＬＪ－１４０水轮发电机组在特殊情况下的运行可行性及存在问题,这是对该水轮机在超低水头下运行特性的一个补充。     

抽水蓄能机组动能参数监测装置首次投运成功

ＸＤＪ- 0 2型蓄能机组动能参数监测装置首次在安徽响洪甸水电站两台抽水蓄能机组上投运成功 ,经验收技术指标优良 ,满足发电工况和抽水工况运行要求 .验收报告认为 :“经发电、抽水工况观测 ,装置工作正常 ,运行稳定 ,参数显示正确 ,没出现异常现象 .该装置于 2 0 0 0年 5月 31日正式移交响洪甸抽水蓄能工程筹建处投入使用 .”响洪甸抽水蓄能机组系由奥地利引进 ,埋设部件由东方电机厂制造 .水泵水轮机型号ＨＬＢ2 65ＬＪ -4 63,水轮机工况额定转速 1 50ｒ/ｍｉｎ ,水泵工况额定转速 1 50 / 1 66.7ｒ/ｍｉｎ,水轮机额定水头 4 5ｍ ,水轮机…     

可逆式水轮机水泵断电变工况研究

针对抽水蓄能电站稳定性的要求,利用可逆式水轮机水泵工况断电过程中蜗壳出水边的压力始终保持恒定(水轮机工况的水头)、机组转速连续变化这一规律,在Fluent软件中变换转轮的边界条件设置,达到模拟可逆机水泵断电不同工况点水力变化的目的。计算时采用雷诺时均方程和RNG k-ε湍流模型,压力和速度耦合采用半隐式方法(SIMPLEC)算法。数值实验结果直观地反映了不同工况点叶片表面的压力分布、蜗壳内部的流场漩涡分布、水力损失等,对可逆式水轮机的转轮设计和结构优化有一定的参考价值。     

细颗粒泥沙试验用折返式直水槽的研制

为适应长江口细颗粒泥沙动水絮凝沉降试验所需,设计研制了7道总长度为339.3 m的定底坡折返式直水槽,以及加盐加沙装置和出水控制系统,水槽试验水深25 cm、试验流量0.002 5～0.020 0 m3/s(流速5～40 cm/s),试验结果表明,采用湾道导流及在低流速时采取构筑潜坝措施后,该水槽可在不同的流量条件下,基本达到稳定均匀流,适合进行细颗粒泥沙动水沉降试验.     

观音岩水电站水轮机模型验收试验及分析

本文简要介绍了现音岩水电站水轮机转轮模型验收试验的主要项目及试验结果,包括水轮机效率试验、空化试验、压力脉动试验、飞逸转速试验、轴向水推力试验以及模型水轮机通流部件几何形状及尺寸检查测量等。验收试验结果表明：模型水轮机各项试验性能指标参数较好,基本满足电站稳定运行的要求。     

黄河泥沙对水轮机的磨蚀与防护研究

黄河泥沙对水轮机的磨蚀是长期困扰黄河流域水电站运行的一个难题,通过分析水轮机磨蚀的影响因素和破坏案例,研究了水轮机过流表面设计、处理和运行等方面的措施,并为水轮机泥沙磨蚀、安全运行和提高效率提供理论依据。     

轴流转桨式水轮机水头自动跟踪装置的研制

在某一水头下 ,轴流转桨式水轮机导叶开度与桨叶转角有着最优的配合关系 ,即协联关系 ,当水头变化时 ,此协联关系曲线也随着变化 ,因此实时跟踪水头变化是必要的 ,通过研究转桨式水轮机的协联特性 ,设计研制了天桥水电厂水头自动跟踪装置 ,使水轮机运行保持在协联工况 ,并对这一协联控制系统进行研究 .     

原型水轮机动态流量的测量与分析

作者提出一种装置在原型水轮机压力引水管道上的皮托管经差压应变传感器的电测方法,用以测量水轮机过渡过程中的动态流量变化规律;采用这种方法,首先在三座水电站中对原型水轮机各种过渡过程的动态流量变化规律进行了测量,并获得了较为满意的结果。结合实测结果,对水轮机动态流量与静态流量的关系、水轮机转速变化对动态流量变化规律的影响、水轮机动态流量变化规律与水轮机引水系统压力变化规律的关系以及过渡过程中水轮机动态效率的变化规律等,进行了理论分析.这些试验结果与理论分析结果,给进一步深入研究水轮机过渡过程以及与之相关的工程实际问题,提供了重要的依据。