抽水蓄能电站水泵水轮机组及厂房振动规律研究

本文选取不同水头段抽水蓄能电站,对水泵水轮机组和厂房结构开展联合测试,通过对测试结果分析,总结得出机组和厂房结构振动的基本规律,明确了无叶区内叶片过流频率的压力脉动通过蜗壳进一步传播,其倍频对应的脉动压力分量引发厂房局部结构的振动。不同电站的局部结构振动水平不尽相同,被测电站的水轮机层和母线层立柱振动普遍偏大。除此之外,还需对局部结构的细节予以关注,如楼板装修层对振动的放大效应等。     

福建周宁抽水蓄能电站水泵水轮机模型试验分析

本文介绍了福建周宁抽水蓄能电站水泵水轮机模型试验的过程,分析了模型试验的结果.试验结果表明,模型水泵水轮机的效率、流量、压力脉动等各参数均符合采购合同的规定,符合电站安全运行的要求.以模型试验的数据为基础,可计算出原型性能,为原型的设计及制造、安装及运行提供了可靠的依据.     

水泵水轮机“S“特性对机组水头低时发电影响及对策分析

介绍了水泵水轮机“S”特性并从理论上分析了其形成的原因。由于活动导叶与固定导叶的共同作用,抽水蓄能机组水头低时发电,导叶异步开启时,进入转轮前部分水流的流速得到了提高,并高于导叶同步开启时进入转轮前水流的流速。从而有效地改善了对应空载工况点处的“S”特性,解决了水泵水轮机“S”特性此时对机组运行的不利影响。并结合实例进行了分析。     

抽水蓄能电站及可逆式水泵水轮机的发展

随着电力工业的迅速发展,我国某些水资源较贫乏地区的电力系统出现了调峰容量不足、系统运行经济性差等严重问题,为解决这些问题,近年来有关部门正在进行抽水蓄能电站的选点规划和设计工作,抽水蓄能电站的建设也被提到了“八五”计划的议事日程.本文拟就国内外抽水蓄能电站及可逆式机组的发展情况和水泵水轮机发展过程中存在的一些技术问题进行较系统的介绍和阐述.     

泰安抽水蓄能电站水泵水轮机安装技术

泰安抽水蓄能电站水泵水轮机由VOITH公司制造,本文叙述了该机的安装特点,分析座环与蜗壳的组焊、球阀及上下游延伸段的装配,导水机构的安装等施工中遇到的问题及处理,为设计和制造提出改进性的方案作参考.     

水轮机比转速与额定水头统计方法探讨

从近年国内研制及使用的水轮机资料中,采用包络回归分析法分析了比转速和额定水头间的规律,通过多种回归模型的计算分析得出了相应的统计公式.     

抽水蓄能电站机组C级检修后的故障分析与处理

介绍了华东宜兴抽水蓄能有限公司1号机组和3号机组在C级检修后发生的两起故障,虽然故障表象不同,但是根据实际情况采取不同措施分别对轴瓦与轴颈间隙进行调整,均取得了非常好的效果,由于这两台机组发生故障的主要原因在同类型的机组中非常典型,因此其诊断及处理过程,值得同类型机组在运行和管理中借鉴.     

混流式水轮机比转速与额定水头非线性统计分析

水轮机的选型设计在水电站设计中至关重要。依据国内近十年来投产的大中型混流式水轮机设计资料,采用非线性回归统计方法统计分析了混流式水轮机比转速与额定水头之间的关系,得到了不同水头段、不同单机容量时比转速与额定水头间的统计公式,并绘制了置信区间和预测区间。所得结果对混流式水轮机的选型设计具有一定参考价值。     

抽水蓄能发电系统中的新技术

抽水蓄能电站具有填谷调峰和事故备用等多种用途。它能够极大地改善电力系统的运行条件,因此,一定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必需的。但是在抽水工况下,利用水泵水轮机的特性进行功率输入调整比较困难,从而使得抽水工况下的电力供需调整具有一定限度。采用可调速抽水蓄能发电系统即可使这种情况得到有效地改善,简单介绍了可调速抽水蓄能发电系统的工作原理。     

超低比转速混流式水轮机转轮的水力设计与数值模拟

为实现冷却塔富余能量的回收,需要开发出一种新型超低比转速水轮机与风机直接匹配.采用二元理论,从相对导叶高度(H/D)、转轮流道、叶片环量、叶片数等方面进行开发设计.然后基于N-S方程和κ-ε紊流模型采用FLUENT对新型水轮机转轮进行数值模拟,分析研究了转轮的流动、汽蚀和能量性能.数值模拟结果表明:超低比转速水轮机内部流动性能良好,水轮机效率在较大的进口冲角范围内达80％以上.     

某大型抽水蓄能电站水泵水轮机转轮强度及模态分析

抽水蓄能电站中由于机组工况转换频繁、正反转运行,因此对于水泵水轮机转轮结构强度及性能具有较常规机组更高的要求。本文以国内某大型抽水蓄能电站转轮为研究对象,建立了水轮机全流道三维模型,并基于ANSYS Workbench平台对不同工况下的水泵水轮机转轮进行了单向流固耦合计算,得到水轮机工况及水泵工况下转轮的静应力分布及分布情况,并展开两种运行工况下转轮的模态分析。计算结果表明：机组在相同水头的水轮机工况下运行时,随着导叶开度的增大,转轮的最大静应力及位移均呈现减小趋势;但水轮机工况与水泵工况下,叶片的最大静应力普遍发生于叶片外缘,可采取适当加厚、检查圆滑过渡等措施予以预防和避免应力集中。通过模态分析,发现转轮流固耦合第一阶振动固有频率与导叶出口的不均匀流脉动频率接近,需调整转轮固有频率以避免共振现象的发生。     

抽水蓄能电站尾调设置与水力过渡过程研究

对抽水蓄能电站尾水调压室的设计规范进行了探讨,结合可逆机组的实际运行情况与工程算倒,研究了关闭规律、运行工况、输水系统布置方案以及压力脉动对尾水管内最小负压的影响,得到的相关结论可供抽水蓄能电站输水系统设计参考.     

交流励磁抽水蓄能机组运行功率能力计算

具有交流励磁电机变速、功率解耦优点的抽水蓄能机组将在电力系统调峰、调频中发挥更好的作用,有必要研究考虑水头、流量和机组运行工况等约束条件下的可调速抽水蓄能机组运行功率能力的计算方法。首先,基于交流励磁电机电磁等效电路,考虑定、转子侧功率,推导发电和电动运行工况下的交流励磁电机接入电网侧的功率表达式;其次,考虑发电和抽水工况下水泵水轮机的工作特性,推导以水头和转速为变量的抽水蓄能机组的机械功率表达式,从而提出电动和发电工况下交流励磁抽水蓄能机组运行功率极限的计算方法和流程;最后,以某实际抽水蓄能机组参数为例,分析不同水头和转速下机组运行功率范围,并通过时域仿真结果验证所提计算方法的有效性。     

水泵水轮机全椭圆蜗壳的设计与CFD分析

以混流式水泵水轮机为研究对象,设计出一种能够同时满足水轮机与水泵工况的全椭圆蜗壳,保证蜗壳椭圆截面的长短半轴之比为定值。通过蜗壳出口圆周速度与各断面的圆周速度矩为定值设计,并给出蜗壳各截面尺寸与流量之间的关系式。通过CFD数值模拟,得出蜗壳出口圆周速度与各截面圆周速度矩的变化规律,并总结出蜗壳内部的速度与压力的分布规律,模拟结果满足设计要求,具有很高的实际应用价值。     

中低比转速混流式水轮机空化与水力振动分析

针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下环的区域,与实际情况相符;机组在高水头、大开度工况下,振动更突出,振动频率为机组旋转频率的整数倍,表明振动主要由转轮造成,而非尾水管涡带引起的。     

活动导叶头部圆半径对水泵水轮机飞逸特性的影响研究

以中国某抽水蓄能电站水泵水轮机模型机为研究对象,通过改进活动导叶头部圆半径r,基于Realizable k-ε湍流模型,分析改进活动导叶头部圆半径r对水泵水轮机飞逸特性的影响,充分发挥水泵水轮机在抽水蓄能中的核心作用。结果表明：减小头部圆半径r至(r-0.313) mm,对机组“S”特性存在较佳的改善效果;飞逸工况下无叶区的高速水环逐渐减弱。流体由活动导叶进入转轮叶片流道的过程中,流体的速度由活动导叶出口附近逐渐增大,受高速水环的影响,在无叶区达到最大,随后速度逐渐减小进入转轮,保持在某个较大速度持续流动;飞逸工况下1～5流道转轮叶片进口端旋涡沿着流道逐渐扁平且向转轮叶片后移扩散。转轮叶片进口端旋涡附近压强变化整体呈下降趋势,在叶片进口端出现峰值,转轮叶片进口端旋涡附近压强大小随旋涡位移以及强度而变化;飞逸工况下尾水管的直锥管段分布着大量涡带,且涡带沿着弯肘段逐渐后移到扩散段。回流主要集中在尾水管扩散段边壁附近,在距离转轮中轴线300～500 mm处,回流逐渐减少。