混流式水轮机大负荷区压力脉动陡升问题研究

针对电站水轮机出现的大负荷区压力脉动陡增现象,通过电站模型和电站实测压力脉动实验结果,结合电站分步骤改型措施和对水轮机CFD结果分析认为,水轮机大负荷区压力脉动陡升问题与转轮叶片进口设计有直接关系,不理想的转轮叶片进口设计会导致水轮机在大负荷时叶片进口正面脱流,产生水轮机压力脉动陡升现象。在实际中可以通过改善水力和其它方法消除或减小水轮机压力脉动值,提高机组运行的安全稳定性。     

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。     

三峡水电站机组现场振动测试分析

本文基于三峡水电站左岸8号机组现场振动测试[1],通过对机组变转速试验、变负荷试验和水压脉动试验,发现机组转动部分存在一定的动不平衡以及在135 m水位下机组运行时尾水管水压脉动表现为3个主要特征区,说明了水轮机尾水管低频涡带压力脉动具有巨大的振动能量,是引起机组顶盖振动、摆度和尾水管结构破坏的主要振源。     

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。     

关于减小混流式水轮机压力脉动的探讨

运行中的水电站由于受电力系统负荷变化的影响,机组出力都在发生着变化,总是偏离最优工况运行。这就使水轮机过流部件尾水管进口处产生压力脉动,给机组稳定运行带来不利影响。特别是机组在非设计工况运行时,压力脉动更大,常常使机组振动加剧,使之无法正常工作。因此,运行中的机组应该避免在非设计工况下运行。为减小压力脉动,作者提出了在尾水锥管段设置格栅的新型结构的设想,认为根据文山马鹿塘电站的特点可进行这方面的试验研究。     

水轮机主轴密封水压异常波动原因分析及处理

安康联营电站水轮机主轴密封水压在机组开、停机过程中,产生异常波动以及机组带负荷持续运行,关闭主轴密封供水水源,主轴密封水压依然超出运行要求,经过分析原因,研究出切实可行的解决方法,最终保证了主轴密封水压工作正常。     

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.     

水泵水轮机在S特性区的流态及压力脉动研究

抽水蓄能机组的四象限特征曲线存在着S形曲线,抽水蓄能机组运行工况复杂,机组经常在多个工况之间转换,机组在水轮机和水泵状态之间频繁切换,都会穿越S形曲线。S特性可以导致水泵水轮机机组产生强烈的振动,使得机组并网困难,振动剧烈,甚至因压力超标严重影响电站的安全稳定运行。在业界的共同努力下,S形问题对工程投运影响已经得到了根本解决,但是S形问题的诱发机理并不十分清楚。因此该文以某模型水泵水轮机为研究对象,通过全流道非定常数值模拟和基于全特性试验的粒子图像测速法（particle image velocimetry,PIV）相结合,根据机组的运行特性,选取水泵水轮机三个开度下的13个工况点内部流动特性及压力脉动特性进行了研究。综合数值模拟及试验结果,获得空载工况,小流量工况及反水泵工况下无叶区漩涡的运动规律。分析了漩涡结构对无叶区压力脉动特性的影响。结果表明,空载工况对S特性区压力脉动幅频特性存在影响,空载工况与无叶区压力脉动存在必然联系。各工况点下无叶区压力脉动主频大部分工况为叶片通过频率,即9 f_n（f_n为转频）,部分工况受尾水管压力脉动影响主频...     

五强溪水轮机的选型设计与运行试验

五强溪水轮机造型设计简况及基信要参数选择的特点。在研究机组现场测试和水轮机模型试验资料基础上，探讨了水轮机运行的振动原因及其范围。在高水头部分负荷下运行时，水轮机运行有两个振动区。其低部分负荷振动区在水轮机规定的运行范围之外而不予讨论；高部分负荷振动区的大部分处于规定的运行范围之内，对机组的正常、安全运行有影响。分析试验成果表明尾水管压力脉动过大是导致高部分负荷振动区出现的主要原因，同时在该振动区内运行还会发生叶道涡。特殊区域内的压力脉动情况至今尚不了解，所以水轮机运行的水力稳定性问题还需通过试验研究进一步去加以解决。     

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。     

三峡电站混流式水轮机水力稳定性研究

The Francis turbine of Three Gorges hydropower station is one of the large turbi nes with great head variation in the world. The operational stability of the tur bine has been the top subject for departments of design, research, manufacture a nd operation to be concerned about. During the course of preparing bid invitatio n documents and executing the contract for the Three Gorges left power plants turbogenerator units, the hydraulic stability of the turbine was regarded as the most important problem and specific stability indexes of the model turbine and the prototype turbine were respectively specified in the contract. In the model tests for turbine model acceptance, pressure fluctuation phenomena in the case o f partial load were found to be different from the usual ones as people had known. Within the range of operating water head, there existed a peak value zone of pr essure fluctuations with higher frequencies, and large-amplitude pressure fluct uations simultaneously occurred in several localities from the spiral case entra nce to the draft tube. On the basis of test results from the model, the influenc e of cavitation coefficient and aeration on pressure fluctuations is analyzed, a nd some measures to improve the hydraulic stability of turbines of Three Gorges hydropower station are expounded.     

三峡电站混流式水轮机水力稳定性研究

三峡电站水轮机是目前世界上运行水头变幅最大的巨型混流式水轮机之一 ,其运行稳定性是设计、研究、制造和使用部门关注的首要课题。在左岸电站机组招标文件和合同执行过程中 ,明确提出水力稳定性是首要考虑的问题 ,并具体规定了模型和真机的稳定性指标。在水轮机模型验收试验中 ,发现一些现象与众所周知的部分负荷的压力脉动不同 ,表现为在运行水头范围内存在压力脉动峰值带 ,频率较高 ,且从蜗壳进口至尾水管的几个部位均同时出现较大的压力脉动幅值。根据模型试验的结果 ,分析了空蚀系数和补气对压力脉动的影响 ,提出了改善三峡电站水轮机水力稳定性的几点措施     

秘鲁霍扎水电站水轮机机型选择

秘鲁霍扎（Huanza）水电站属于高水头电站,在此水头段适合的水轮机机型有混流式和水斗式两种。通过对两种机型在设计制造难度、运行稳定性、灵活性以及运行维护等方面的分析比较,同时参考国内外厂家的选型意见,针对该电站的地形条件、压力管道长等具体情况,选定霍扎水电站水轮机机型为水斗式水轮机。     

三峡工程水轮机几个重大技术问题的决策

由于三峡工程水轮机技术上的复杂性和挑战性，在左岸电站１４台机组国际招标文件已明确了若干重大技术问题的基础上，在机组议评标阶段，对招标文件进行分析和投标商对投标文件进行澄清说明后，经评议比选，业主又决策了几个重大技术问题，主要有：水轮机设计水头的确定，负倾角叶片水轮机的应用，两套水力设计，舍充初期转轮，蜗壳进行水压试验等。至此，三峡水轮机重大技术问题的解决已原则上落实。这些重大技术问题的解决将大大促     

基于气液两相流模型的水轮机数值模拟研究进展

随着水电站机组容量不断增大和计算机技术的飞速发展,传统的数值模拟手段已不能满足人们对深入分析水轮机性能的要求,因此更贴近实际、结果更准确的基于气液两相流模型的数值模拟越来越受到人们的关注。介绍了气液两相流动的主要计算模型,概述近年来国内外水轮机气液两相流数值模拟进展,重点阐述在其应用于水轮机空化性能、尾水管压力脉动等方面的研究成果和应用前景,并对需要进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则作出初步探讨。     

立洲水电站水轮机额定水头的优选方法

确定一个合适的水轮机额定工作水头,对于保障水轮发电机组的稳定运行和提高水电站运行的经济效益是至关重要的。以立州水电站水轮机选型设计为例,通过对不同额定水头方案水轮机的加权平均效率、投资、运行可靠性等的分析和比较,阐述了确定水轮机额定水头时应考虑的主要因素和优选方法。     

飞来峡水电站水轮机模型验收试验与参数

简要介绍了飞来峡水电站水轮机的模型验收试验的情况及结果。对水轮机模型效率，空蚀，飞逸及飞逸泄水，压力脉动等特性参数进行了逐项分析，并通过与同水头段的国内外部分有代表性的典型灯泡贯流式水轮机参数进行比较，揭示了飞来峡水电站灯泡贯流式水轮机性能参数的特点。     

ANALYSIS AND ESTIMATION OF HYDRAULIC STABILITY OF FRANCIS HYDRO TURBINE

With the development of large-capacity hydro turbines, the hydraulic instability of hydro turbines has become one of the most important problems that affect the stable operation of the hydro-electric units. The hydraulic vibration and unstable operation of Francis hydro turbines are primarily caused by the unsteady pressure pulsations inside draft tubes. The forced rotating vortex core at the runner exit and the channel vortices inside Francis turbine runners are origins of the unsteady pressure pulsations when operating at partial load. This paper briefly analyzes the hydraulic instability of operation caused by the vortex core and channel vortices at partial load, then, presents a way to estimate the hydraulic stability by calculation of the flow behavior at the runner exit. The validity of estimation is examined by comparison with experimental data. This will be helpful to evaluate the alternative design and predict the hydraulic stability for both the prototype and model hydro turbines.     

某泵站厂房振源识别与振动成因

针对某灌溉泵站水泵多机组运行时输水管道中产生涡带、涡流及水力脉动等流体现象, 致使泵站厂房产生较大振动的问题, 通过建立泵站厂房结构的三维有限元模型, 应用 ABAQUS 软件和 Lanczos 方法提取泵站厂房 结构模态, 分析泵站厂房的自振频率和振型, 探究厂房产生振动的振源和振动成因, 从而确定泵站厂房可能振源 的产生机理、频率特征, 并与该泵站机组主要激振源频率的理论计算值校核分析, 确定振源。结果显示: 该泵站机 组激振源频率和厂房结构的若干阶自振频率存在共振现象。此研究成果可为该泵站厂房维修和补强加固提供理论依据。     

青铜峡水电站机组水轮机部分技术改造思路

青铜峡这一早期建设的水电站,在经过近40 a运行后,水轮机设备以及电站经济运行等方面存在着一些问题,在电站的技术改造工作中提出了关于水轮机部分的几点考虑。