民治水電站混流式水輪機(jī)空化特性試驗

通過幾個電站混流式水輪機(jī)的現(xiàn)場水壓脈動檢測試驗發(fā)現(xiàn),在機(jī)組額定出力的20%～30%范圍內(nèi)出現(xiàn)過水系統(tǒng)整體(蝸殼進(jìn)口、頂蓋、尾水管)水力共振,頻率為轉(zhuǎn)頻的1～1.4倍,嚴(yán)重地影響機(jī)組穩(wěn)定運行。將在實際工程試驗中遇到的有關(guān)混流式水輪機(jī)水力振動及相關(guān)問題解決方法進(jìn)行介紹。

介紹了混流式水輪機(jī)蝸殼的設(shè)計和結(jié)構(gòu)特點。

介紹混流式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在制造過程中需要注意的幾個問題,以及為了保證質(zhì)量而采取的措施。

從水輪機(jī)選型設(shè)計的主要內(nèi)容、所必需的資料及主要參數(shù)選擇等幾個方面簡述了小型水電站混流式水輪機(jī)的選型設(shè)計,探討了混流式水輪機(jī)選型設(shè)計應(yīng)注意的問題,為小型水電站混流式水輪機(jī)的選型設(shè)計及研究提供參考。

結(jié)合藏木水電站高比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)參數(shù)優(yōu)化項目,通過cfd分析,對模型水輪機(jī)的蝸殼、尾水管、轉(zhuǎn)輪等水力過流部件進(jìn)行了全面優(yōu)化設(shè)計。通過模型試驗驗證,藏木水電站水輪機(jī)水力性能研究達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),cfd分析結(jié)果與模型試驗結(jié)果基本吻合,為高比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)輪的水力性能優(yōu)化提供參考。

描述了高水頭混流式機(jī)組在水力和機(jī)械開發(fā)方面的某些關(guān)鍵點。這些關(guān)鍵點表明,作為近年來設(shè)計過程細(xì)化的結(jié)果,在早期設(shè)計階段,采用數(shù)值方法預(yù)測動態(tài)特性是可能的。給出了最新的原型試驗結(jié)果,并同時與數(shù)值分析和模型試驗結(jié)果進(jìn)行了比較。對項目的開發(fā)背景及其必要性、試驗?zāi)M過程以及優(yōu)化設(shè)計等作了介紹。

通過混流式水輪機(jī)全流道的定常流動數(shù)值模擬,研究混流式水輪機(jī)內(nèi)部尤其是尾水管在不同工況下的流動特點,目的在于探明引起混流式水輪機(jī)內(nèi)部流動不穩(wěn)定的真正原因。計算結(jié)果表明,引水部件的流動,蝸殼鼻端處壓力波動均較為劇烈,周向分布不均勻,但是經(jīng)過固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉的過濾后周向分布基本對稱。轉(zhuǎn)動部分的流動,小開度低單位轉(zhuǎn)速時,較小的導(dǎo)葉出流角,使轉(zhuǎn)輪葉片頭部受到撞擊,葉片上橫向流動和背面的葉道渦嚴(yán)重,轉(zhuǎn)輪出口靠上冠處有回流和橫向流動,泄水錐下方回流嚴(yán)重;大開度時,轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口流態(tài)都得到改善。尾水管內(nèi),小開度時,錐管中心回流嚴(yán)重,大部分水流流向外緣,受肘管的影響,錐管和肘管內(nèi)部形成兩個渦流區(qū),主流流經(jīng)支墩左側(cè),右側(cè)較為紊亂;最優(yōu)開度時,尾水管內(nèi)部水流流線順暢,支墩兩側(cè)水流平穩(wěn)性基本一致;大開度時,尾水管主流向錐管中心聚攏,經(jīng)過肘管的轉(zhuǎn)彎時,出現(xiàn)很多局部的旋渦流動,支墩右側(cè)水流相對平穩(wěn),而左側(cè)較為紊亂。研究結(jié)果為壓力脈動測量位置的選擇提供理論依據(jù)。

通過一例水中尸塊的法醫(yī)學(xué)檢驗,將水電站水輪機(jī)葉片對尸體的機(jī)械力碎尸與人力碎尸進(jìn)行比較、區(qū)別,以積累類似案件的檢驗經(jīng)驗。

混流式水輪機(jī)磨蝕嚴(yán)重的部位是葉片背面出口邊靠近下環(huán)處、下環(huán)內(nèi)外表面等。根據(jù)黃河水流的特性和對磨蝕規(guī)律的分析,水輪機(jī)的磨蝕防護(hù)一般采取聚氨酯涂層防護(hù)、高速氧燃噴漆碳化鎢防護(hù)、優(yōu)化轉(zhuǎn)輪設(shè)計、減少過機(jī)泥沙等綜合措施,取得了一定的效果。

近年來，我國大力扶持國內(nèi)小水電增容改造，很多小水電制造企業(yè)都從中嘗到了其中甜頭，面對即將來臨的新一輪的小水電市場的增容改造，這對于國內(nèi)新建中、小水電站日趨飽和，水電市場不景氣的大環(huán)境下，各個中、小水電設(shè)備制造廠家都想通過國家的一系列政策措施來擺脫目前企業(yè)所面臨的困境，可改造是把雙刃劍，效益很高，可機(jī)組改造所需要考慮的比新機(jī)組要多得多，一旦改造失敗就會面臨失去客戶的信任，失去龐大的小水電改造市場。

1 混流式水輪機(jī)安裝作業(yè)指導(dǎo)書 1、混流式水輪機(jī)安裝工藝流程圖 2、作業(yè)方法及要求 2.1施工準(zhǔn)備 2.1.1熟悉圖紙及制造廠的技術(shù)資料，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求及 施工準(zhǔn)備 尾水管里襯拼裝 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)組裝及安裝 蝸殼掛裝及安裝 機(jī)坑里襯、接力器里襯安裝 機(jī)坑測定與座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)加工 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)予裝 轉(zhuǎn)輪與主軸整體吊入機(jī)坑 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝 機(jī)組聯(lián)軸、軸線調(diào)整 主軸密封及水導(dǎo)軸承安裝 輔助設(shè)備及管路安裝 起動試運行 尾水管里襯砼澆筑 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)支墩砼澆筑 蝸殼支墩砼澆筑 機(jī)組二期砼澆筑 尾水管里襯安裝 蝸殼拼裝 2 工藝要求。 2.1.2根據(jù)工程特點，結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，編制施工技術(shù)措施。 2.1.3對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。 2.1.4臨時工裝、器具制作，施工工器具準(zhǔn)備。 2.2尾水管里襯拼裝與安裝 2.2.1作業(yè)方法 2.2.1.1根據(jù)尾水管到貨設(shè)備的具體情況（若為

1 工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 一、技術(shù)名稱：工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 二、適用范圍：化工、冶煉、輕紡等行業(yè)有重力勢能可利用的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔的改造 三、與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀： 目前的工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)耗電現(xiàn)狀是：每座冷卻塔的塔頂都裝有一臺電動機(jī)，用來 驅(qū)動風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，一座4500t/h流量的冷卻塔電機(jī)年耗電量約為175萬kwh， 耗能折合612tce。 四、技術(shù)內(nèi)容： 1．技術(shù)原理 水輪機(jī)的工作動力來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水的重力勢能以及循環(huán)水泵的富余揚程，工 作時保證冷卻塔的技術(shù)參數(shù)，而且循環(huán)水泵的能耗不變。水輪機(jī)的輸出軸直接與風(fēng)機(jī)連 接并帶動其轉(zhuǎn)動，取消了原電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，節(jié)約了電能。 2．關(guān)鍵技術(shù) 1）利用循環(huán)水余壓驅(qū)動水輪機(jī)，替代電機(jī)； 2）轉(zhuǎn)速比為50的超低比速混流式水輪機(jī)，效率提高至88%以上，并將原雙列循環(huán)形 導(dǎo)流葉柵改為

古田電站位于我國福建省境內(nèi),裝有混流式機(jī)組,單機(jī)容量75mw。由于早期設(shè)計加工能力的局限,古田電站的導(dǎo)葉密封漏水問題一直很嚴(yán)重,機(jī)組的停機(jī)維護(hù)存在很大隱患。水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用是形成和控制進(jìn)入轉(zhuǎn)輪水流的

基于歐拉–歐拉方法中均勻多相流假設(shè)的混合兩相流體無滑移模型,加入考慮氣穴影響的schnerrandsauer空化模型,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和壓力速度耦合的simplec算法,轉(zhuǎn)動區(qū)域應(yīng)用多重參考系模型,對某混流式水輪機(jī)全流道進(jìn)行了三維定?？栈牧鲾?shù)值模擬。利用ansysfluent,獲得了該水輪機(jī)在偏工況下轉(zhuǎn)輪葉道和尾水管內(nèi)空泡相的主要流動特征,分析了水輪機(jī)流道內(nèi)空化發(fā)生的部位與程度。計算結(jié)果表明與單相流體模型相比該方法能有效地預(yù)測水輪機(jī)內(nèi)的三維空化湍流場,可以較好地模擬水輪機(jī)內(nèi)真實的有空化發(fā)生的多相流動情況。

針對電站水輪機(jī)蝶閥的加強(qiáng)筋板開裂問題,提出了筋板補強(qiáng)方案,利用ansys有限元軟件,分別對補強(qiáng)前后蝶板結(jié)構(gòu)的振動特性進(jìn)行了計算和比較。研究結(jié)果顯示,補強(qiáng)后蝶板結(jié)構(gòu)的各階固有頻率值有了不同程度的提高,而蝶板結(jié)構(gòu)的振型在第4階后也出現(xiàn)了較大差異的變化,然而這并不能避免卡門渦的出現(xiàn)。通過對蝶板修型,大幅度的提高了蝶板結(jié)構(gòu)的卡門渦頻,以此可以避免卡門渦的產(chǎn)生。

分析和研究了彭水水電站大型混流式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，從結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，結(jié)合實踐經(jīng)驗詳細(xì)介紹了大型流式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝工藝，同時對大型混流式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了優(yōu)化建議。

文章介紹了李家峽水電站400mw混流式水輪機(jī)分瓣轉(zhuǎn)輪組合及焊接方法,經(jīng)測試,轉(zhuǎn)輪拼裝組圓后的各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

文章介紹了李家峽水電站400mw混流式水輪機(jī)分辨轉(zhuǎn)輪組合及焊接方法,經(jīng)測試,轉(zhuǎn)輪拼裝組圓后的各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

介紹了彭水電站混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪焊縫的超聲波探傷方法。

文章介紹了李家峽水電站４００ｍｗ混流式水輪機(jī)分瓣轉(zhuǎn)輪組合及焊接方法，經(jīng)測試，轉(zhuǎn)輪拼裝組合圓后的各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是水電站水輪發(fā)電機(jī)組的心臟，其性能決定了電站的經(jīng)濟(jì)效益。由于用多功能水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計軟件進(jìn)行可靠性設(shè)計具有很大的靈活性，可以根據(jù)電站的具體情況，即根據(jù)電站的具體參數(shù)，通過設(shè)計得到最優(yōu)方案。這對于大型電站來說，既可滿足論證需要，又可減少試驗次數(shù)，縮短水輪機(jī)的研制周期；對于中小型電站，可直接應(yīng)用可靠性設(shè)計的結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)輪加工制造。

該文主要闡述山美水電站15萬kw混流式水輪機(jī)導(dǎo)葉漏水的原因分析及處理,供同行參考。