五一桥水电站机组水轮机技术改造探析

以五一桥水电站为例,在进行五一桥水电站技术改造必要性分析的基础上,重点从转轮长短叶片组合、扩容改造水轮机转轮参数、水轮机结构设计等方面进行了水电站机组水轮机扩容改造探讨.水电站机组水轮机扩容改造后的运行实践表明,机组运行振动、转轮和导叶空蚀、轴承和导叶漏水等问题均得到有效解决,机组运行的稳定性及运行效率显著提升.     

运西水电站竖井贯流式水轮机性能优化

采用雷诺时均方程(RANS),选择S-A湍流模型,运用SIMPLEC算法,利用CFD数值模拟技术,数值模拟了不同方案的运西水电站水轮机流道内流场,分析了转轮直径、叶片翼型、叶片个数、叶片安放角、转轮轮毂、转轮转速、导叶翼型、导叶轴线与机组中心线夹角、导叶个数、叶片及导叶安装位置、导叶开度对水轮机性能的影响,叶片数为3时水轮机装置性能较优,机组最高效率点分别在转速为187.5r/min、导叶个数为15时出现。对原有流道可改变部件做适当优化后,将优化后的转轮应用于电站进行数值计算,根据全流道的数值模拟结果,预测电站改造后机组的水力性能。根据数值计算的结果制作模型水轮机和真机进行模型试验和真机测试。结果表明,数值模拟结果与模型实验以及现场运行结果曲线的变化趋势一致,数值模拟结果基本能够准确反映电站的外特性和内部流场特征。     

龙羊峡2#机导叶漏水量分析及密封结构改造

龙羊峡２＃水轮机导叶关闭时，由于导叶的漏水作用于水轮机转轮上产生了机组不能停机的问题，直接影响到机组的安全运行，尤其是更弹性金属塑料推力轴瓦后更加明显，这对机组的经济运行十分不利。文章着重分析导水叶漏水量大的原因，提出了解决的方法。     

白渔潭水电站水轮机改造优化设计

为了解决老电站因设备老化、水力参数发生变化、河床变化造成的经济效率低下，甚至无法运行的现象，通过水力运行情况参数分析机组缺陷，找出影响机组运行的关键点，对关键零部件进行改造，从而达到机组正常运行、稳定高效、提高经济效益的目的。根据白渔潭水电站实际情况，于2012年对其中最老的8号水轮机进行了改造，将其中关键部件转轮、导水机构等进行了优化设计，取得很好的效果。图1幅。     

紧水滩水电厂5号机开机过程异常振动分析与处理

紧水滩水电厂5号机增容改造时更换了转轮、导水机构等重要部件。改造后机组自动开机过程中出现异常振动。通过对机组振动、水压、接力器行程与转速等参数分析,判断与调速器开机控制策略有关。对调速器开机控制策略进行优化调整及试验后,机组开机过程振动与压力最高值明显减小,机组运行正常。     

PO45转化在三港电站的应用

三港电站在水轮机选型中，对选择ＨＬ２４０和ＰＯ４５两种转轮进行了比较，确认ＰＯ４５转龙在技术上有蜗壳按给定流速分布规律设计、固定导叶与活动导叶搂双环列平面叶栅设计和转轮按准三元理论设计等特点，砟具有良好的水力特性，转轮效率高。该电站机组安装并网发电，运行稳定，各项技术指标基本符合设计要求。     

彭水水电站汛期机组出力提升研究

为更好发挥彭水水电站效益并保障机组安全稳定运行，在现有机组流道尺寸不变的前提下，利用理论分析、CFD数值模拟技术和水轮机模型试验等方法，分析了彭水水电站在汛期低水头下提高机组出力和部分负荷运行稳定性的可行性方案。结果表明：通过对水轮机转轮、活动导叶等关键过流部件进行优化改造，机组发额定出力对应的最小水头可以由原来的67 m优化到63 m,能够提高汛期机组发电调峰能力，并减少电站弃水；机组安全稳定运行的水头范围由原来的52.0～81.6 m优化为44.0～81.6 m,优化后的水头变幅H_max/H_min高达1.855,同时水轮机在全水头、45%～100%预想出力范围内均能稳定运行。     

湖南白渔潭水电站低水头转桨式转轮的优化设计

湖南大唐白渔潭水电站的7台水轮发电机组,由于下游水电站建成投入运行后,尾水位升高导致发电水头降低,致使原有机组运行区域恶化,出力减少。改造目标是在不改变蜗壳、尾水管、转轮室、导水机构等流道的前提下,仅通过更换转轮使出力由1.99 MW增加至2.316 MW,同时效率显著提高。本文介绍了利用CFD技术对转轮进行全新设计和优化分析的过程,并对计算方法以及内部流动、压力脉动、静应力、空化等计算做了分析,结果表明在水头9 m以下的运行范围内,优化后的新转轮,最高效率达到了93.7%,运行区域合理,同时压力脉动小、空化性能好,转轮静应力总体水平较低,技术指标满足合同要求,可以投入原型机生产制造。本文还对计算过程提出了一些看法。     

魏家堡水电站水轮机抗磨蚀防护技术

为了解决水轮机的磨蚀问题,对魏家堡水电站水轮机在两个不同运行时期的磨蚀状况及成因进行了分析,采取了渠首加闸加坝工程、优化水轮机转轮和导叶的水力设计、采用超高分子聚乙烯抗磨板、高速火焰喷涂SXH70抗磨蚀表面防护材料以及导叶、接力器、转轮修型设计的扩容改造等一系列综合措施,有效地减少了过机泥沙含量,改善了水轮机的磨蚀状况,提高了水轮机的工作效率和电站的发电效益,同时使机组长期稳定在高效率区运行,提高了机组运行的安全性和经济性。     

水轮机转轮在红山嘴电厂的优化应用

水轮机转轮与电站工程参数是否适应,对水电站的高效运行起决定作用,红山嘴电厂成功地通过水轮机转轮的改型和优化运行方式,提高了水电站的机组效率、减轻了机组磨蚀、增加了装机容量,为水电厂转轮技术改造提供有益的借鉴。     

混流式水泵水轮机转轮径向间隙对周围流场特性的影响

混流式水泵水轮机转轮周围流场的特性会影响机组的稳定性,以某机组真机尺寸的全流体域k-ω模型进行CFX非定常仿真研究,共设置5组间隙组合模型,模拟机组在3个导叶开度下的运行状态。通过对无叶区、顶盖下腔和底环上腔内各个测点压力数据的分析,揭示了不同转轮径向间隙对周围流场特性的影响程度,明确了无叶区和顶盖下腔、底环上腔内压力脉动在机组运行过程中的变化规律和相关性,从而为混流式水泵水轮机的结构优化和水力优化提供了一定依据。     

混流式水轮机不锈钢转轮气蚀产生原因及修复

云峰发电厂4号水轮发电机组运行48年,转轮气蚀、裂纹破坏严重,已不能保证安全运行,2013年5月25日机组改造结束,更换的导水机构及不锈钢转轮投入运行。在近4年的运行中,转轮上冠出水边仍有气蚀破坏产生。2017年4月4号水轮发电机组进行了改造后的首次A级检修,检修中对转轮气蚀部位进行了修复。本文着重对转轮气蚀的产生原因进行分析,对转轮气蚀的修复方法进行了阐述。     

大黑汀水库河床电站5号机组支持盖裂纹隐患处理

大黑汀水库河床电站5号机组为1978年产品,1985年投入运行至今已运行30多年.现发现支持盖裂纹,严重影响机组安全运行,存在较大安全隐患.通过本次现场更新支持盖,改造处理了转轮密封、导叶刚性密封,解决了水轮机转轮渗漏油、导叶密封等问题,确保了机组安全稳定运行,取得了良好的经济效益.     

PO45转轮在三港电站的应用

三港电站在水轮机选型中,对选择HL240和PO45两种转轮进行了比较,确认PO45转轮在技术上有蜗壳按给定流速分布规律设计、固定导叶与活动导叶按双环列平面叶栅设计和转轮按准三元理论设计等特点,故具有良好的水力特性,转轮效率高。该电站机组安装并网发电,运行稳定,各项技术指标基本符合设计要求。表2个。     

小湾水电厂机组转轮裂纹分析及处理

小湾水电厂水轮机转轮叶片频繁产生裂纹,通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析,应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因。对易产生裂纹部位进行无损探伤检查,及时处理缺陷,消除事故隐患。优化机组运行方式,减少机组在禁止运行区域和限制运行区域内的运行时间,是减少机组转轮叶片裂纹最有效,最经济的方法。     

龙滩水电站700MW机组转轮水力计算及低水头运行稳定性优化分析

为研究龙滩水电站700 MW水力发电机组转轮运行的综合性能,采用三维湍流数值模型对转轮进行了数值计算和性能预估.通过数值计算结果与试验结果的对比分析,为龙滩水电站转轮在各工况尤其是低水头工况的安全稳定运行提供了参考依据,并提出了改善机组稳定运行的建议和优化措施.     

灯泡贯流水轮机振动的处理措施

桂平航电枢纽电站由于机组导水机构振动较大,导致导叶内轴头漏水,焊接处产生裂纹,各联接螺栓处动应力过大等后果,影响机组设备的安全运行和经济效益.2008年先后对3台水轮机转轮改型,以其达到改善水流条件,降低共振频率.但水轮机转轮改型后机组的振动并没有得到很好的解决,依然成为威胁电厂安全运行的重大隐患.该文主要通过分析水轮机振动产生的原因,改造加固措施,对于存在相类似问题的机组改造具有借鉴意义.     

小水电站低负荷运行及气蚀预防措施

小型水电站经常在低负荷工况下运行，其后果会造成气蚀增加。以里石门水库坝后电站为例，电站采用不锈钢转轮，采取补气措施，对导水机构进行技改，确保电站机组安全地在低负荷工况下运行。     

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。     

小关子水电站1 号机组过流部件损坏原因及改造方法

小关子水电站在投运后的检修中,多次发现机组过流部件因气蚀导致的叶片出水边断裂、尾水管十字补气架脱落、底环及导叶损坏等问题,严重影响到该电站的经济、稳定运行。通过对小关子电站1 号机组过流部件损坏现象的综合分析,得出损坏主要原因为转轮和导叶的线型设计缺陷、安装过程中导叶垂直度不合格以及运行条件恶劣等多种因素,处理方法为对转轮、补气方式和导水机构进行重新设计和改造,对其成功的改造方法进行了总结。