万安电厂水轮机组分段关闭控制程序优化与应用

水轮机导叶分段关闭作为满足水轮机调保计算的指标之一,在紧急或正常停机时,分段关闭装置在PLC设定程序参数下,控制程序能正确地开出分段关闭电磁阀动作分段关闭装置,从而达到降低水锤压力和限制转速上升的目的。此文对轴流转桨式水轮机组分段关闭控制程序进行介绍、分析,提出分段关闭控制程序优化的设想并加以实践应用。     

水轮机自动调节系统元件结构的改进

一、问题提出红石水电站,为改善水轮机调节过度过程的品质,各台机组调节系统均装设有导水叶分段关闭装置。电站机组空载开度是32.5％,设计要求紧急关机时间是8秒,正常分段关机时间是20秒。机组调节系统还装     

小浪底反调节电站8号机组导叶分段关闭装置改造

小浪底反调节电站导叶分段关闭采用分体式、纯机械式分段关闭装置,采用导叶两段关闭形式,解决了水击压力过大与机组转速下降过慢的矛盾.但在机组实际运行过程中发现存在一些问题,通过对导叶分段关闭装置进行改造,增加一套电气液控换向阀,并对电气控制进行相应优化,提高了导叶分段关闭装置的动作可靠性.     

加拿大使用水轮机圆筒阀的情况介绍

水轮发电机组的防飞逸问题是水轮机运行保护的重要课题之一。解决这个问题的办法,多年来都是采用在进水口装设快速闸门或设置蝶阀、球阀等装置,但这套结构物将较大地增加电站的总投资。另一种设想是采用导叶自关闭来防止机组飞逸,但目前导叶的力特性还不能满足导叶在各种开度下实现自关闭的有     

调速器事故关机综述及改进

1概述调速器是水轮发电机的重要组成部分,水轮机调节系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流流量,调速器的作用就是通过控制导叶接力器、桨叶接力器和接力器的操作油量来控制导叶(桨叶)的开度大小,进而控制水轮机过流的大小来调整水轮机的转速。当机组出现故障时应迅速关闭导叶接力器,控制水的流量,达到关机的目的。     

水轮机导叶两段关闭规律的优化研究

本文通过仿真计算优化了水轮机导叶两段关闭规律,分析了快关段的时间、开度以及总关闭时间对过渡过程的影响,这对在实际电站运行中选择合适的导叶关闭规律能起到指导意义。     

一种新型流量分段关闭装置的设计

采用液压集成设计,拐点开度既可机械液压控制,也可电气液压控制,实现了流量的机械分段关闭和电气分段关闭,两者互为冗余、互不干扰,有效地提高了流量分段关闭装置的可靠性和精确性,可应用于各种需要流量分段关闭的控制系统。     

水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩试验研究

为分析水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩大小及其变化规律,针对国内某抽水蓄能电站的水泵水轮机模型,基于电测应力分析方法,对活动导叶轴进行特殊加工处理,分别进行水轮机工况下同步导叶和非同步导叶的水力矩试验。对试验结果分析得出:在不使用非同步导叶时,随着导叶开度的增大所有被测导叶的导叶水力矩因数变化保持一致,并且水力矩的方向从导叶关闭方向逐渐转向导叶开启方向;设置10~#导叶为非同步导叶后,在非同步导叶开度与同步导叶开度值相差小于16.4%时,被测导叶的水力矩因数趋于均匀分布,差值大于16.4%时随着开度值的增大水力矩急剧增大,并且不同导叶的水力矩因数差别较大。     

用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机（包括水轮机和过水系统）的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即“机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机”的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。     

混流式模型水轮机导叶水力矩试验

为了确定导叶在各个开度所受的水力矩从而正确选择导水机构接力器,采用特殊的测力活动导叶轴、粘贴应变片的技术工艺、静荷载的标定方法,针对某一混流式模型水轮机进行了同步导叶水力矩和非同步导叶水力矩的模型试验。试验结果表明,该混流式模型水轮机导叶在同步及非同步条件下均具备自关闭的特性。试验结果已经用于真机导水机构设计,保证了原型水轮机设计的安全性与合理性。     

导叶关闭速度对尾水管流场影响的数值模拟

在水电站的运行过程中,由于各种原因造成工况转换,在活动导叶关闭过程中,导叶的关闭速度对水压力的上升以及转速的上升有很大影响。采用软件Fluent14.0,基于动网格技术对混流式水轮机工况转换中导叶关闭过程进行瞬态数值模拟,对导叶关闭过程中尾水管内部的流场进行模拟,对比分析不同导叶关闭速度下尾水管内部流场的影响。计算结果显示在同一种导叶关闭规律下导叶关闭速度越慢尾水管中水流流态越紊乱,对尾水管的危害越大。     

水轮机导叶适时关闭规律初探

鉴于目前在有些水电站采用的两段或三段导叶关闭方式,虽然能够在一定范围内较好的控制过渡过程中的压力上升和转速上升,但随着机组容量和水轮机水头范围的增大,这些关闭方式有时不能有效地控制机组在过渡过程中的稳定性。为此提出了根据水轮机工作参数的变化来探讨实时改变导叶关闭的方式。     

葛洲坝水电厂ZZ500水轮机动态模型试验研究

本文以葛洲坝水电厂ZZ500水轮机在各种工况下用负荷过程的动态模型试验研究为基础,介绍动态模型试验中采用的导叶、桨叶控制装置与微机控制装置的特点,以及动态模型试验所获得的一些成果。如合理的导叶二段或三段关闭规律可明显的改善轴流式水轮机在甩负荷过渡过程中的品质,在用负荷过程中若导叶分段点不投入而成直线关闭时,大多数工况下均会产生较大的负轴向力,导致抬机事故的发生,桨叶在甩负荷过程中不关或打开可使最大负轴向力比桨叶快关时减小,在桨叶打开时可减少20％～30％,因此甩负荷过程中要防止因桨叶关闭失控而造成的抬机事故:轴流式水轮机在要甩负荷时采用顶盖补气装置,不仅使最大转速上升值有较大幅度的下降,而且有效地减小了负轴向力的最大值,是降速防抬的重要措施之一。     

飞逸转速

当水电机组与系统解列、水轮机失去负荷而导叶不能正常关闭时所升高到的最大转速。水头越高,导叶开度越大,所达到的飞逸转速值越高。     

导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性及流动诱导噪声的影响

为研究导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性及流动诱导噪声的影响,应用CFD和LMS Virtual Lab软件分别对混流式水轮机在三种导叶开度下进行非定常流场和声场数值计算。结果表明:混流式水轮机内压力脉动主要受到叶片通过频率(108.33Hz)以及低频脉动(4.15Hz)的影响;随着导叶开度的增大,叶频对转轮进口和蜗壳内压力脉动的影响逐渐增加;外场噪声的分布与混流式水轮机的几何轮廓相吻合;尾水管弯肘段有助于减弱混流式水轮机流动噪声声压;导叶开度越大,混流式水轮机辐射出的外场噪声声压值越大,偶极子特性越明显。研究结果可为混流式水轮机组的稳定运行及流动诱导噪声的控制提供参考。     

水轮机导水机构的结构改进设计

现有的水轮机主要采用连杆式导水机构。为简化结构同时减少原材料的消耗,降低生产和制造成本,取消其连杆组件,将连杆式导水机构改为滑块式导水机构,由控制环直接带动导叶臂转动,调节导叶开度,以控制水轮机的流量。该结构简单、新颖,安装、维护方便,实用性强,提高了生产企业和电站的经济社会效益。图6幅。     

水轮机用DX—Ⅰ新型分段关闭装置

介绍了一种新型分段关闭装置，该装置安全区别于现有各种形式的分段关闭装置，在传统的系统结构中一般将先导阀与节流阀连为一体构成分段阀，同时在分段阀两端并联一个同通径的独立单向阀，系统复杂，体积庞大，成本高，在现场布置不方便，新型分段关闭装置主要特征是：在系统结构上设置了并联管道（含可调孔板），让一部分油流自由通过，使节流阀直径可做得较小；采用独立的先导阀和液控单向节流阀，去掉独立的单向阀。该装置系统结构简化，体积小，特别是在现场布置方便灵活，其中特别值得提出的，集单向阀与分段阀功能于一体的“液控单向节流阀”的研制成功，是液压技术的一次创新。     

多沙河流水轮机活动导叶泥沙磨损数值模拟研究

多沙河流水电站水轮机活动导叶磨损严重,导致机组出现“潜动”现象,甚至危及机组安全运行。为了揭示小开度工况下导叶区域的流动特性以及磨损特性,建立了万家寨原型水轮机全流道三维水体模型,采用ＤＰＭ模型和标准湍流模型对四种小开度工况进行了固液两相流数值模拟计算,结果表明:10％开度工况与４0％开度工况相比,叶栅流道的流态变差,导叶区域的流速和压强变化梯度增大,导叶立面密封位置两侧压力差由４8ｋＰａ增加到108ｋＰａ,立面密封处流速由18ｍ／ｓ增加到2４ｍ／ｓ;在10％开度工况下,叶栅流道狭窄,含沙水流在活动导叶出口形成射流磨损,导致活动导叶迎水面的头部和出水边以及背水面立面密封位置处磨损严重,随着导叶开度增大,活动导叶表面的磨损程度以及磨损区域都逐渐减小。本研究对于多泥沙电站水轮机稳定运行以及活动导叶的磨损防护具有重要意义。     

多传感器冗余技术在调速器控制系统中的应用

混流式水轮机组功率、导叶开度是调速器控制系统非常关键的控制用测量数据,采用单套功率、开度传感器作为单套控制器反馈信号的调速器控制系统,难以判断机组运行中出现的传感器测量误差,最终导致机组功率波动。针对此种情况,某水电站采取功率、导叶开度多传感器冗余测量技术,通过试验,达到对测量源偏差的判断。该方法有效提高了水轮机调速器控制系体统的可靠性,可以有效的避免因传感器自身误差导致的机组功率波动。     

导叶—调压阀并联控制系统

在大波动过程中,水轮机导叶接力器与调压阀各自独立控制。导叶接力器选择调压阀拒动时压力保证值对应的关闭速度,而调压阀选择合适的关闭规律以抑制转速上升,此控制系统称为导叶—调压阀并联控制系统,目前工程上已有应用案例。为了研究该系统的调节品质及应关注的相关问题,通过数学建模、动态模拟仿真分析其调节品质,并与常规的串联控制系统比较,表明并联控制系统是可行的。