新的水泵水輪機(jī)全特性曲線處理方法及其工程應(yīng)用

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現(xiàn)代抽水蓄能機(jī)組朝著更高的運(yùn)行靈活性、更寬的水力機(jī)械運(yùn)行范圍（尤其在水泵模式下）和更高可靠性方向發(fā)展。混流可逆式水泵水輪機(jī)主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是在水泵和水輪機(jī)工況下找到最優(yōu)的平衡。其中，水泵工況的設(shè)計(jì)要求是決定性的因素，因此即使水輪機(jī)工況下的性能是世界水平的，但一項(xiàng)抽水蓄能工程的成功與否取決于水泵水輪機(jī)水泵工況下要求的最高揚(yáng)程和起動穩(wěn)定性。本文討論了先進(jìn)的cfd數(shù)值模擬在水泵水輪機(jī)水力性能和動態(tài)現(xiàn)象方面對設(shè)計(jì)者評價(jià)其設(shè)計(jì)工作所提供的幫助。如今一種標(biāo)準(zhǔn)的做法是用穩(wěn)態(tài)流的雷諾平均n-s方程（rans）對單個(gè)部件或?qū)κ褂没旌辖唤缑骜詈系亩嗖考牧黧w進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。這種標(biāo)準(zhǔn)的方法計(jì)算周期短，是一種很好的工程工具。但是，由于進(jìn)行了必要的簡化其精度是有限的。因此開發(fā)了新的方法，該方法能夠?qū)λ迷诟邠P(yáng)程和小流量條件下限制水泵運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生進(jìn)行更可靠的預(yù)測。對水泵水輪機(jī)在此不穩(wěn)定區(qū)的現(xiàn)象進(jìn)行了細(xì)致的研究。設(shè)計(jì)階段的另一項(xiàng)重要任務(wù)是對轉(zhuǎn)輪的空化進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)測。用多相cfd計(jì)算對空化流進(jìn)行預(yù)測仍舊是一項(xiàng)很困難的工作。在該領(lǐng)域的計(jì)算正取得一些結(jié)果，并與單相流計(jì)算和模型試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了比較。討論了這些計(jì)算的關(guān)聯(lián)性和適用性。盡管現(xiàn)代抽水蓄能電站的基本要求是適應(yīng)頻繁的啟停機(jī)，但是從這些模擬中獲得的結(jié)果可以幫助我們提供穩(wěn)定性更高的產(chǎn)品以滿足電站的要求。

1抽水蓄能電站概況黑麋峰電站位于湖南省長沙市望城區(qū)橋驛鎮(zhèn)境內(nèi),是湖南省第一座抽水蓄能電站。電站安裝4×300mw單級立軸混流可逆式機(jī)組,總裝機(jī)容量1200mw,設(shè)計(jì)年發(fā)電量16.06億kwh,年抽水耗用低谷電量21.41億kwh,

介紹上猶江水電廠水輪機(jī)增容改造后的效率試驗(yàn)過程及效率曲線與運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線的繪制。

僅供個(gè)人參考 不得用于商業(yè)用途 水輪機(jī)、蓄能泵和水泵水輪機(jī)的專用中英文對照術(shù)語及簡單名稱解釋 2一般術(shù)語 2.1水力機(jī)械hydraulicmachinery 2.2水輪機(jī)hydraulicturbine 2.3蓄能泵storagepump 2.4水泵水輪機(jī)reversibleturbine，pump-turbine 2.5旋轉(zhuǎn)方向directionofrotation 2.6機(jī)組unit 2.13立式、臥式和傾斜式機(jī)組vertical，horizontalandinclinedunit 2.14可調(diào)式水力機(jī)械regulatedhydraulicmachinery 2.15不可調(diào)式水力機(jī)械non-regulatedhydraulicmachinery 2.16主閥mainvalve 3.1水輪機(jī)

本文主要從水泵水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)技術(shù)、水泵水輪機(jī)模型裝置設(shè)計(jì)技術(shù)和水泵水輪機(jī)模型試驗(yàn)技術(shù)等幾個(gè)方面介紹了東方電機(jī)在抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水力研究開發(fā)上的技術(shù)進(jìn)步。

從水泵水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)技術(shù)、水泵水輪機(jī)模型裝置設(shè)計(jì)技術(shù)和水泵水輪機(jī)模型試驗(yàn)技術(shù)等幾個(gè)方面介紹了東方電機(jī)在抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水力研究開發(fā)上的技術(shù)進(jìn)步。

主要從水泵水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)技術(shù)、模型裝置設(shè)計(jì)技術(shù)和模型試驗(yàn)技術(shù)等幾個(gè)方面介紹了東方電機(jī)在抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水力研究開發(fā)上的技術(shù)進(jìn)步。

2003．nol國外大電機(jī)59 1引言 已建抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)的更新改造 (日)松本貴與志等 在已建抽水蓄能電站中，有的機(jī)組已運(yùn)行多年， 水泵水輪機(jī)當(dāng)時(shí)雖然是按最新技術(shù)設(shè)計(jì)制造的，但是 由于水泵水輪機(jī)性能和技術(shù)有了很大的發(fā)展。因此采 用目前最新技術(shù)可能使已建電站水泵水輪機(jī)的性能獲 得大幅度提高，特另q是從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，擴(kuò)大機(jī)組容 量，在能量有效利用方面具有更火的意義。本文通過 對日本喜撰山和安爨等蓄能電站的技術(shù)改造實(shí)例，介 紹了提高水泵水輪機(jī)性能和轉(zhuǎn)輪制造技術(shù)。 2提高水泵水輪機(jī)的性能 為了提高水泵水輪機(jī)的性能，首先要對已運(yùn)行機(jī) 組進(jìn)行性能診斷，掌握其運(yùn)行狀態(tài)，依此確定新轉(zhuǎn)輪 性能的開發(fā)目標(biāo)，用流態(tài)解析技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)新轉(zhuǎn)輪， 然后通過相似模型驗(yàn)證新轉(zhuǎn)輪的性能，并進(jìn)一步優(yōu)化 其性能，最終根據(jù)此結(jié)果來制造真機(jī)轉(zhuǎn)輪。下面以日 本喜撰山和安

抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水輪機(jī)工況額定水頭的確定直接關(guān)系到電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,而它的選擇與常規(guī)電站水輪機(jī)額定水頭的確定既有相似之處、又有不同之處。介紹抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水輪機(jī)工況額定水頭的選擇應(yīng)考慮的因素,對惠州抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)水輪機(jī)工況額定水頭的選擇提出4個(gè)方案進(jìn)行分析比較,為類似問題提供參考。

介紹了天荒坪抽水蓄能電站機(jī)組結(jié)構(gòu)型式、軸線調(diào)整方法，水泵水輪機(jī)迷宮設(shè)計(jì)特點(diǎn)。對1號機(jī)組調(diào)試過程中，出現(xiàn)的水導(dǎo)大軸擺度過大問題進(jìn)行分析，并介紹了處理的主要方法及成果。

本文敘述了水輪機(jī)的安裝特點(diǎn),分析座環(huán)與蝸殼的組焊、球閥及上下游延伸段的裝配,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝等施工中遇到的問題及處理,為設(shè)計(jì)和制造提出改進(jìn)性的方案作參考。

張河灣抽水蓄能電站投入運(yùn)行后,將在冀南電網(wǎng)擔(dān)任調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相和事故備用任務(wù)。電站所在甘陶河為一多泥沙河流,泥沙磨損與水力機(jī)械的汽蝕相互影響,將對電站運(yùn)行效益產(chǎn)生重大的不利影響,必須在電站設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和電站運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)給予足夠的重視,并采取相應(yīng)的處理措施。

通過對惠州抽水蓄能電站工程水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇,說明水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)速選擇時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題,為今后同類電站的設(shè)計(jì)提供參考。

通過三維反問題設(shè)計(jì)和cfd計(jì)算等方法,建立具有優(yōu)化系統(tǒng)的可逆式水泵水輪.優(yōu)化設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)能有效減少運(yùn)轉(zhuǎn)周期,同時(shí)優(yōu)化多個(gè)目標(biāo),使水泵和水輪的工作效率比大部分可逆式水泵水輪提高0.151%.

大容量、高轉(zhuǎn)速水泵水輪機(jī)主軸密封相對常規(guī)水輪機(jī)主軸密封更容易發(fā)生故障。分析3種典型水泵水輪機(jī)主軸密封即平衡式流體靜壓徑向雙端面機(jī)械密封、非平衡水壓自調(diào)整軸向式分瓣機(jī)械型平面密封、彈簧復(fù)位式浮動型雙端面機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)、工作原理和故障發(fā)生原因,提出了這3種水泵水輪機(jī)主軸密封的故障處理方法。

通過對惠州抽水蓄能電站工程水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇,說明水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)速選擇時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題,為今后同類電站的設(shè)計(jì)提供參考。

由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求電力平衡,抽水蓄能機(jī)組需要經(jīng)常頻繁起動,通常每周或雙日起動一次。與常規(guī)電站相比,抽水蓄能電站的機(jī)組運(yùn)行工況更加復(fù)雜、條件更加苛刻。它需要經(jīng)常切換下述兩種運(yùn)行工況:即水輪機(jī)(發(fā)電)運(yùn)行工況和水泵(抽水蓄能)運(yùn)行工況。對于重型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備來說,不斷變換旋轉(zhuǎn)方向的、可逆轉(zhuǎn)的機(jī)組,制造難度相當(dāng)大。

300mw仙游抽水蓄能機(jī)組項(xiàng)目是我公司首次以完全自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)竟?fàn)幍降拇笮统樗钅軝C(jī)組項(xiàng)目。根據(jù)福建仙游抽水蓄能電站機(jī)組及其附屬設(shè)備采購項(xiàng)目合同文件的規(guī)定,仙游水泵水輪機(jī)模型驗(yàn)

為了研究水泵水輪機(jī)偏工況下的導(dǎo)葉內(nèi)部的壓力脈動特征,本文比較分析了非定常雷諾平均模擬方法urans和脫體渦模擬方法des兩種方法預(yù)測壓力脈動特征的可行性,結(jié)果表明,des可以用來預(yù)測壓力脈動特征,最后,重點(diǎn)對泵工況q/qd=0.15工況點(diǎn)的壓力脈動的時(shí)域和頻域特征進(jìn)行了分析,得到固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉內(nèi)部的壓力脈動主要是低頻成分,為轉(zhuǎn)輪通過頻率的11.27%。此外,固定導(dǎo)葉內(nèi)部的壓力脈動沒有受到轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的影響,而活動導(dǎo)葉內(nèi)部則含有轉(zhuǎn)輪通過頻率成分。

廣州抽水蓄能機(jī)組設(shè)有一套水環(huán)釋放系統(tǒng)，在水輪機(jī)及水泵工況運(yùn)行中水環(huán)釋放系統(tǒng)管道受水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口或水泵轉(zhuǎn)輪出口高壓水流及壓力脈動的作用，經(jīng)常出現(xiàn)管道焊縫破裂等故障。針對故障的原因，采取了將水環(huán)釋放系統(tǒng)改成可伸縮式法蘭連接，并將水環(huán)釋放閥和整條環(huán)管固定到混凝土機(jī)墩上的改進(jìn)措施，改進(jìn)后的水環(huán)釋放系統(tǒng)再未出現(xiàn)任何故障，效果顯著。