补气对尾水涡带及机组振动特性的影响分析

混流式水轮机的尾水管压力脉动作用力对机组动态特性有直接影响,该作用力的最主要特征指标为频率及幅值。传统公式法不能反映出主频与负荷效应的关系,因此文中着眼于对全负荷段尾水管压力脉动频率计算方法的研究,并且结合其对机组稳定性运行的影响效果进行了深入探讨。从尾水管涡带产生的机理出发,推导全负荷段尾水管压力脉动频率的计算公式,并结合在2种不同补气条件下的实测数据,对涡带特性进行深入研究,阐述了涡带对机组运行品质的影响效果。对比在2种补气工况时的实测结果,发现在压力脉动作用较为明显的负荷区间内,全负荷段压力脉动计算方法的计算结果与试验结果贴合程度较高,说明该方法可以较为准确地反映实际运行特性。补气能减少涡带的主要原理在于其能削弱脉动的相对幅值,而对脉动频率无大的改变,这对提升机组稳定性运行的效果有着直接的影响。研究结果对于分析水电机组动态特性有着积极的意义。     

混流式水轮机尾水管进口流场与水压力脉动的关系

通过模型试验,将混流式水轮机模型尾水管进口流场测试与水压力脉动测试等实测结果进行对比分析,研究水轮机尾水管进口流场与水压力脉动的关系,为进一步研究建立尾水管水压力脉动数学模型提供依据。     

尾水管内水流流动的近似计算

近似计算了尾水管进口处水流环量，导出了压力脉动的振动频率和振幅的近似计算公式，对由尾水管中涡带引起的压力脉动特性进行了分析，并近似推导了尾水管中压力脉动特性的计算公式。实例计算表明，该方法简便易行，同时对压力脉动特性进行理论分析和指导水轮机运行有一定的实用价值。     

尾水管整流筒的直径对水轮机性能的影响

在尾水管的通道内设有前后两端开口的整流筒,通过对安装整流筒前后水轮机的水力性能进行仿真计算,得出在整流筒直径D=168 mm时水轮机效率达到最高,同时对比尾水管在4种不同条件下的流场示意图,得出当D=168 mm时,漩涡明显减少,流线从尾水管中心到出口较顺畅;进而对比分析4种不同条件下尾水管进出口湍动能、转轮及尾水管区域中心的压力记录点脉动峰峰值、转轮及尾水管区域中心的压力记录点脉动频率以及转轮叶片背面的空化区域,结果表明安装整流筒的尾水管对于动能的回收、机组稳定性的提高有利,对比未安装整流筒的尾水管,脉动变化较小,尾水管部分的脉动峰峰值较低,变化相对稳定;由于一开始选定工况的流动状况相对良好,尾水管内稳定性较高,安装整流筒后改善效果不是很明显,但整流筒的增加对转轮和尾水管内流场的稳定性非常有利,且减少了空化对机组的影响。     

混流式水轮机尾水管压力脉动

尾水管压力脉动是混流式水轮机运行中经常遇到的问题,随着其运行水头的提高,压力脉动将造成不能容忍的危害,需要深入开展研究工作。 一、分析水轮机尾水管压力脉动的旋流平方法:     

灯泡贯流式水轮机在小流量工况下的内流特性分析

为了研究灯泡贯流式水轮机在小流量工况下的内流特性,以某水电站贯流式水轮机为研究对象,利用RNG k-ε湍流模型对全流道进行数值计算,分析在小流量工况下尾水管恢复系数和全流道流动情况,并定量分析水轮机部分过流部件的压力脉动情况。结果表明：在小流量工况下当电站水头和导叶开度不匹配时,尾水管的恢复系数减小,当尾水管恢复系数减小2%~3%时,机组效率降低1%;受转轮主流区和尾水管死水区的相互作用,在尾水管边壁会形成漩涡结构,有明显的回流且在边壁存在高速流体;在小流量工况下,机组主要受低频压力脉动影响,转轮进口处的主频是由在转轮转动和导叶提供机组环量时产生的,在尾水管中主要受频率为0.2 Hz的低频压力脉动影响,压力脉动系数沿尾水管出口方向依次增大,最大为1.75%。     

高水头混流式水轮机尾水管压力脉动综述

在高水头的混流式水轮机中,由工程实例的观测和研究可以得出,其运行过程中的机组不稳定性主要来源于机械内部的水力振动,而尾水管压力脉动作为水轮机水力振动的主要原因,在一定情况下会引起机械的疲劳失效。而从其内部流动机理上看,其周期性脉动特征是偏工况条件下尾水管内部的涡带振动,旋进涡核会产生高振幅低频压力脉动和高频压力脉动。本文主要介绍和讨论了国内外学者对这一领域的研究。这些研究主要包括尾水管涡带振动的机理研究,尾水管涡带振动的试验研究和数值模拟,尾水管涡带振动的结构影响,尾水管涡带振动的预防措施及对策。     

基于尾水补气对改善毛家河水电站水轮发电机组振动区的探讨

水轮发电机组振动区过大,影响电站安全运行,轻则造成机组运行不稳定,同时引起机组零部件、过水部件焊缝疲劳、紧固部件松动或断裂等,从而加剧机组振动,同时增加尾水管压力脉动和过水部件气蚀等,加速对机组的破坏,更有甚者如发电机组和水工建筑物产生共振,则可能对设备和厂房产生更大的破坏,因此如何解决水轮发电机组振动区过宽,成为各生产运行单位的当务之急。提出通过加装尾水补气装置的方法以改善尾水流态,大幅缩减了水轮发电机组振动区的宽度。     

某电厂混流式机组振动区试验及机组运行分区

针对水电机组在发电过程中可能存在的机组振动、大轴摆动、尾水管压力脉动等稳定性问题,以某水电厂机组为例,对其进行变转速、变励磁、变负荷试验,获得机组在不同水头下不同部位的振动、摆度、压力脉动等信息,并通过对比分析试验过程中采集的数据,制定出机组稳定运行区域,为电厂的高效、安全运行奠定了基础。     

超低水头两叶片灯泡贯流式水轮机流动特性数值模拟研究

鉴于大力开发超低水头(H＜5 m)水力资源能有效缓解我国能源短缺的问题,基于ANSYS Workbench平台,对两叶片灯泡贯流式机组进行最小水头、额定水头及最大水头下的数值模拟计算.结果 表明,在最大水头下,转轮叶片和尾水管极易发生空蚀破坏;导叶与转轮、转轮与尾水管间的动静干涉是造成流道内压力脉动的主要原因,而尾水管...     

S109FA机组凝汽器压力异常分析与处理

针对某S109FA机组在正常运行中出现凝汽器压力升高的异常现象,通过凝汽器热力模型建立凝汽器三区特征因子,采用三区特征因子对凝汽器压力升高分析是冷源区异常造成,定量分析冷源区各影响因素的相对传热系数变化得出凝汽器钛管脏污,进一步结合钛管脏污处理方法而得出需在机组停运后进行高压冲洗处理,为检修判断提供参考方向,从而保证机...     

半开式自调节重力热管应用研究

本文提出了一种新型半开式自调节重力热管,解决了开式重力热管存在的密封液倒灌和液位失温问题。可广泛应用于电站锅炉排烟及高温工业废气的余热回收,具有较高的可靠性和显著的节能效果。     

谈优选热力系统管材及降低阻力的措施

结合国内外的技术标准和工程项目应用情况,叙述了针对某600 MW亚临界机组四大管道系统,根据容量、设计压力和温度选择管材的原则,以及从技术、经济等方面进行综合分析,最终确定的四大管道管材.     

凝结水泵再循环管道上调节阀和节流孔板的选型计算分析

本文根据国内大型火电机组启动过程中凝结水泵再循环管道经常振动剧烈、凝汽器内部噪音大的特点,分析振动和噪音产生的原因,研究单极节流孔板汽蚀产生的机理,通过对再循环管道调节闯和节流孔板进行合理选型,保证机组安全运行.     

某燃气-蒸汽联合循环机组水汽氢电导率超标原因分析及解决措施

某燃气-蒸汽联合循环机组水汽氢电导率数据出现异常升高,综合分析在线仪表、取样系统、补给水对氢电导率的影响,然后采用凝汽器检漏装置检查,发现凝汽器泄漏点。通过投加木屑进行初步堵漏,采用薄膜覆盖法查出管子与管板连接处发生泄漏并及时处理,水汽氢电导率恢复到合格水平,确保了机组安全稳定运行。     

200MW机组转子惰走润滑油压暂态过程试验研究

鉴于一些机组轴瓦烧坏事故发生在转子停机惰走过程,通过对某型国产200MW机组停机启动交流润滑油泵和之后停机过程若干参数的测量,对该型200MW机组润滑油压暂态过程进行了试验研究。结果表明,虽然交流润滑油泵出力在增加,但润滑油母管压力却呈下降趋势。得出了润滑油泵单独供油的切换转速和主油泵入出口压力变化的特性并进行了分析。     

基于Logo和变频技术的医院恒压供水设计

采用德国西门子逻辑模块Logo和日本三垦SHF、SPF系列变频器及独特最新技术SWS实现高性能全自动恒压供水,根据管网瞬间压力的变化,自动调节某台电机的转速和多台电机的投入及退出,从而使管网出口端保持在恒定的压力值,整个系统始终保持在高效节能和最佳运行状态。     

在水轮机射水补气高压水管道安装小型机组的研究

论述了在安康水电站220MW水轮机尾水管射水补气高压水管道上安装500kw小型机组的可行性、必要性以及可能取得的经济效益，并就存在问题指出了解决办法。     

Backstepping-based nonlinear adaptive control for coal-fired utility boiler–turbine units

The control system of boiler–turbine unit plays an important role in improving efficiency and reducing emissions of power generation unit. The nonlinear, coupling and uncertainty of the unit caused by varying working conditions should be fully considered during the control system design. This paper presents an efficient control scheme based on backstepping theory for improving load adaptability of boiler–turbines in wide operation range. The design process of the scheme includes model preprocessing, control Lyapunov functions selection, interlaced computation of adaptive control laws, etc. For simplification and accuracy, differential of steam pipe inlet pressure and integral terms of target errors are adopted. Also, to enhance practicality, implementation steps of the scheme are proposed. A practical nonlinear model of a 500 MW coal-fired boiler–turbine unit is used to test the efficiency of the proposed scheme in different conditions.