張峰水庫輸水二干管線工程重力流水力過渡過程的數(shù)值模擬

為了實現(xiàn)水資源的綜合利用,工程上常常從現(xiàn)有水電站的引水隧洞或壓力管道取水,兼顧發(fā)電與供水的需求。本文以南水水庫供水工程為例,針對兼有發(fā)電、供水特征的輸水系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型,分析其在發(fā)電、供水以及發(fā)電+供水三種運行工況時,恒定流計算初始參數(shù)的調(diào)整方法和發(fā)電與供水兩系統(tǒng)在非恒定流過渡過程中的相互影響,探索兼有發(fā)電、供水特征的輸水系統(tǒng)過渡過程的模擬計算分析思路與方法,為類似發(fā)電供水工程輸水系統(tǒng)過渡過程的分析計算提供借鑒。

長距離輸水設(shè)置超壓泄壓閥水力過渡過程分析

大伙房水庫輸水(二期)工程輸水系統(tǒng)從鞍山加壓站至營盤配水站干線段總長為41.3km,而營口、盤錦2條分支支線長度分別為39.86km和52.96km。為了防止各自的輸水支線上產(chǎn)生較大的水錘破壞,在支線末端設(shè)置超壓泄壓閥,有效地緩解了由于分支凈水廠突然事故關(guān)閥所帶來的過大的水錘壓力。

系統(tǒng)地介紹了水電站水力過渡過程數(shù)字仿真的基本理論和計算方法,過渡過程的起因和研究內(nèi)容,并用多個水工模型試驗測量的調(diào)壓室水位、管道水錘壓力及其壓力過程線資料驗證了計算方法及參數(shù)選擇的合理性。利用cfd技術(shù)得到了調(diào)壓室內(nèi)的水流流態(tài)、三維流速分布以及調(diào)壓室水位波動的動態(tài)演示。該數(shù)字模型已用于多個電站引、尾水系統(tǒng)的水力過渡過程計算,得到的調(diào)壓室最高/最低涌浪水位、蝸殼及岔管斷面最大/最小水錘壓力、機組最大飛車轉(zhuǎn)速以及它們的變化過程線,引水隧洞最大/最小內(nèi)水壓力包絡(luò)線、小波動和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動、機組穩(wěn)定性分析等成果,為工程設(shè)計提供了重要依據(jù)。

瑪依納水電站引水發(fā)電系統(tǒng)無法滿足gb/t9652.1—2007《水輪機控制系統(tǒng)技術(shù)條件》要求,系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。為此,在引水發(fā)電系統(tǒng)樞紐布置無法改變的情況下,在犧牲調(diào)速系統(tǒng)速動性,放寬對電站調(diào)節(jié)品質(zhì)要求的前提下討論其引水發(fā)電系統(tǒng)布置的可行性。目前,2臺機組已經(jīng)安全穩(wěn)定運行多年,證明該電站引水發(fā)電系統(tǒng)布置是合理的。

冗各水電站在施工階段進行水力過渡過程計算時,通過對不同的運行組合工況進行分析,選取了適合該電站的工況進行計算.通過計算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機規(guī)律,計算結(jié)果滿足規(guī)范要求.電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運行后的甩負(fù)荷試驗數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對水力過渡過程計算進行驗算,其結(jié)果基本與實際情況吻合.

利用相關(guān)程序,對四川毛爾蓋水電站進行了水力過渡過程計算。通過對導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律進行優(yōu)化計算、調(diào)壓室波動計算、大波動過渡過程計算、小波動計算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,驗證了該電站引水發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計是合理、可行的。

針對躍龍潛水電排站點新型結(jié)構(gòu)特點,建立了相應(yīng)的拍門及簡單調(diào)壓塔邊界條件的數(shù)學(xué)模型,運用特征線法對潛水電泵系統(tǒng)進行了停泵水力過渡過程分析,結(jié)果表明泵站選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,運行可靠安全。

文中通過對宏發(fā)水電站進行水力過渡過程計算,為突破調(diào)壓井托馬斷面提供了依據(jù),在降低施工難度,節(jié)約工程投資的同時,保證電站的安全運行。

冗各水電站在施工階段進行水力過渡過程計算時,通過對不同的運行組合工況進行分析,選取了適合該電站的工況進行計算。通過計算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機規(guī)律,計算結(jié)果滿足規(guī)范要求。電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運行后的甩負(fù)荷試驗數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對水力過渡過程計算進行驗算,其結(jié)果基本與實際情況吻合。

文中通過對二干壓力管線處的工程地質(zhì)論述,并在大量土工試驗所取得的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的基礎(chǔ)上,給出了二干壓力管線的工程地質(zhì)分析與評價。

本文主要針對黃河拉西瓦、漢江毛壩關(guān)水電站工程,在物理模型試驗資料的基礎(chǔ)上,對水電站的水力過渡過程的仿真計算作了驗證,驗證計算方法和參數(shù)選擇的合理性,并率定計算參數(shù)。得到調(diào)壓室最高/最低涌浪水位、蝸殼及岔管斷面最大/最小水錘壓力、機組最大飛車轉(zhuǎn)速以及它們的變化過程線。在鉆根水電站和扎古錄水電站的調(diào)保計算中,計算了引水隧洞、壓力鋼管最大/最小水壓力包絡(luò)線、小波動和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動機組穩(wěn)定性分析等成果。采用fluent軟件模擬某瞬間調(diào)壓室內(nèi)的三維流場,動態(tài)地顯示了調(diào)壓室水位波動情況。

建立了吉林臺二級水電站水力干擾過渡過程的數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值模擬計算分析了水電站輸水系統(tǒng)發(fā)生水力干擾時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,水力干擾下的各種計算指標(biāo)均能滿足要求,為吉林臺二級水電站的系統(tǒng)布置及穩(wěn)定運行提供了參考。

通過對該工程的工程地質(zhì)勘察,在土工試驗所獲得的管線處巖土體物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合壓力管線所經(jīng)過的采空區(qū)調(diào)查,給出了張峰水庫三干壓力管線的工程地質(zhì)條件及評價。

分類號密級 udc編號10486 武漢大學(xué) 碩士學(xué)位論文 水電站水力過渡 過程的數(shù)值仿真及參數(shù)優(yōu)化 研究生姓名：張鵬 指導(dǎo)教師姓名、職稱：趙旭光高工 陳光大教授 學(xué)科、專業(yè)名稱：水利水電工程 研究方向：水電廠動力設(shè)備及控制、 診斷技術(shù) 二○○七年四月二十日 numericalsimulationandparameter optimizationoftransientprocessforhydraulic powerstation by zhangpeng 鄭重聲明 本人的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立撰寫并完成的，學(xué)位論文沒有剽竊、抄襲、 造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和侵權(quán)行為，本人愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律后果 和法律責(zé)任，特此鄭重聲明。 學(xué)位論文作者（簽名）

剛果(金)zongoⅱ電站為低壩引水徑流式電站,隨著調(diào)壓室斷面面積的增加,機組調(diào)節(jié)保證參數(shù)和調(diào)壓室涌浪向有利的方向變化,但是敏感性比較小。故通過計算,可確定合理的調(diào)壓井尺寸。

為保證電站安全穩(wěn)定運行,通過對調(diào)壓井位置、參數(shù)以及調(diào)壓井后輸水系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整,對機組水力過渡過程進行大波動、小波動分析計算,確定經(jīng)濟合理的電站輸水系統(tǒng)和機組方案參數(shù)。

在水電站的運行中總伴隨著水力過渡過程,對電站進行過渡過程分析與計算相當(dāng)重要。本文介紹了當(dāng)今先進的科學(xué)計算軟件matlab的特點,并利用該軟件對紫坪鋪水電站的水力過渡過程從數(shù)學(xué)模型、計算仿真等方面進行了分析、計算與研究,以便尋求合適的電站運行方式、機組關(guān)閉規(guī)律等。為電站及引水系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化、安全運行提供依據(jù)。

角木塘水電站位于貴州省道真縣,電站裝機容量2×35mw。電站為低水頭河床式徑流電站,引水系統(tǒng)短,機組采用軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機。對于軸流式機組而言,由于機組水推力過大,電站甩負(fù)荷時往往容易造成\"抬機\"現(xiàn)象,對機組造成破壞,因此,水力過渡過程計算除了控制好蝸殼壓力升高、機組轉(zhuǎn)速上升、尾水管真空度以外,還要重點關(guān)注水推力的影響。

本文通過對樂昌峽水電站進行過渡過程計算與分析,提出了一系列優(yōu)化方案,總結(jié)了常規(guī)電站尾水系統(tǒng)過渡過程的計算經(jīng)驗,為同類工程提供借鑒。

根據(jù)魚潭水利水電工程水力過渡過程的計算，確定尾水調(diào)壓井的面積和尾水隧洞的最優(yōu)方案，同時指出了由于客觀條件的限制所造成的不足。

減壓孔板是消防系統(tǒng)中不可缺少的減壓設(shè)施,對其正確的設(shè)置與計算是消防系統(tǒng)設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)。借鑒前人基于設(shè)計手冊中水頭損失公式進行改進的做法,采用數(shù)值模擬方法,對減壓孔板的水力特性進行了較為系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明,隨著出流流量的增加,減壓孔板作用增強,壓降幅度增大,孔徑d與管徑d比(d/d)越小降壓效果越明顯。