公格爾水電站水斗式水輪機選型及參數(shù)設(shè)計

介紹冶勒水電站水斗式水輪機組的主要參數(shù):電站最大水頭644.8m,額定水頭580m。經(jīng)綜合比較后確定選用單機容量為120mw的豎軸水斗式水輪發(fā)電機組。在單噴嘴比轉(zhuǎn)速和噴嘴數(shù)的選擇中,參考國內(nèi)外先進機組的參數(shù),最終選取單噴嘴比轉(zhuǎn)速ns1=18.8m.kw,噴嘴數(shù)為6個,水斗數(shù)為21個。

本文論述水斗式水輪機的設(shè)計,特別論述水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪及其水斗的設(shè)計,詳細解析其設(shè)計理論、設(shè)計原則及設(shè)計方法。

本文專題論述水斗式水輪機的直徑比,并闡明它與水斗式水輪機的水斗數(shù)、噴嘴數(shù)等物理量之間的關(guān)系。

本文介紹了臥軸2噴嘴水斗式水輪機流態(tài)的數(shù)值分析。對不同運行區(qū)模型的幾個工況點進行了分析，分析結(jié)果與模型試驗結(jié)果進行了比較。分析中使用了ansyscfx-12計算軟件和k-ωsst湍流模型。用兩相相似模型模擬自由表面流。首先，對具有兩噴嘴的分流器的幾個噴針行程進行了流體穩(wěn)態(tài)分析。它提供了分流器中流體能量損失和射流形狀和速度的數(shù)據(jù)。第二步是將射流與轉(zhuǎn)輪一起進行非穩(wěn)態(tài)分析。這樣，根據(jù)壓力分布數(shù)據(jù)能計算出主軸力矩。平均力矩值小于測量值。因此，計算得到的水輪機效率也比測量值小，偏差大約為4％。效率特性的形狀與測量值很相符。

回顧認識水斗式水輪機,展望其未來發(fā)展。

本文簡述了我國第一臺立軸四噴咀水斗式水輪機幾個主要部件,重點介紹了主引水管的設(shè)計和水斗式水輪機的補氣。

電站水頭變幅不大,因此在額定水頭選擇方面,盡量減少最小水頭容量受阻的可能,在機型選擇方面,考慮到中小水電的轉(zhuǎn)輪開發(fā)研制存在很大的難度,因此重點選用成熟的轉(zhuǎn)輪,并選擇適合于本電站的機組轉(zhuǎn)速,同時優(yōu)選機組結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì).

電站水頭變幅不大,因此在額定水頭選擇方面,盡量減少最小水頭容量受阻的可能,在機型選擇方面,考慮到中小水電的轉(zhuǎn)輪開發(fā)研制存在很大的難度,因此重點選用成熟的轉(zhuǎn)輪,并選擇適合于本電站的機組轉(zhuǎn)速,同時優(yōu)選機組結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)。

為分析水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪斷裂失效原因,應用ug軟件對轉(zhuǎn)輪和噴嘴建立三維造型,并利用ansys軟件對運行的單個斗葉進行應力分析,確定了斗葉的應力分布,得到最高應力值點在刃口處,通過模態(tài)分析得到了水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪和噴嘴的自振頻率和振形圖,為多噴嘴水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪水斗的強度設(shè)計和噴嘴的振動研究提供了依據(jù)。

根據(jù)田壩水電站的水頭參數(shù)、泥沙含量及運行情況，在水輪機選型時充分考慮能量特性、汽蝕特性及穩(wěn)定性等方面的因素，選用2種轉(zhuǎn)輪直徑（兩大一?。┑乃啺l(fā)電機組。在水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計時，考慮到機組均屬于中高水頭小型水輪機，對水輪機的強度、剛度和狹小空間及抗磨蝕方面有著特殊的要求，因而在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及制造方面相應地采取了一些措施。

根據(jù)田壩水電站的水頭參數(shù)、泥沙含量及運行情況,在水輪機選型時充分考慮能量特性、汽蝕特性及穩(wěn)定性等方面的因素,選用2種轉(zhuǎn)輪直徑(兩大一小)的水輪發(fā)電機組。在水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計時,考慮到機組均屬于中高水頭小型水輪機,對水輪機的強度、剛度和狹小空間及抗磨蝕方面有著特殊的要求,因而在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及制造方面相應地采取了一些措施。

結(jié)合工程實例,介紹了高水頭水電站的水輪機選型過程,并采用綜合指標評價法,列出了不同的影響評價指標,綜合各指標的影響程度,最終確定了水輪機機組的設(shè)計方案,為高水頭水電站的水輪機選型設(shè)計提供了設(shè)計思路。

來水量季節(jié)性變化大的河流上建造水電站,尤其是來水量年內(nèi)分配很不均勻,年內(nèi)最大、最小流量之比大于10倍,而且沒有調(diào)節(jié)設(shè)施的河流建造水電站,優(yōu)先考慮的問題是怎樣合理、充分利用有效的水能資源.本文結(jié)合tsy水電站選型設(shè)計,探討了沒有調(diào)節(jié)池的徑流式水電站,采用大、小機合理搭配的機組設(shè)計方案對有效利用水能資源的優(yōu)越性.

來水量季節(jié)性變化大的河流上建造水電站，尤其是來水量年內(nèi)分配很不均勻，年內(nèi)最大、最小流量之比大于10倍，而且沒有調(diào)節(jié)設(shè)施的河流建造水電站，優(yōu)先考慮的問題是怎樣合理、充分利用有效的水能資源。本文結(jié)合tsy水電站選型設(shè)計，探討了沒有調(diào)節(jié)池的徑流式水電站，采用大、小機合理搭配的機組設(shè)計方案對有效利用水能資源的優(yōu)越性。

針對北盤江董箐水電站尾水位變幅大的特點進行水輪機選型設(shè)計,分析尾水位變幅大對水輪機特征參數(shù)選擇及穩(wěn)定性的影響,并提出合理的運行區(qū)域,為后續(xù)尾水位變幅較大水電站水輪機的選型設(shè)計提供了參考。

針對廣東省和平縣東水水電站水力機械專業(yè)，介紹水輪機的選型設(shè)計等。

冶勒水電站1號機組在試運行過程中推力軸承瓦溫超過設(shè)計的報警溫度,無法繼續(xù)運行。停機分析后認為,可能是推力瓦受力不均、熱交換量不夠、冷卻系統(tǒng)本體存在缺陷等所致。采取的措施有:①在推力瓦蓋上增加12個直徑為40mm的通油孔,使油流暢通,增加推力瓦面的油流速度,增大熱交換量;②取消冷卻器套管,使油流更自由,油和水的熱交換更充分;③增加6個冷卻器,并在原管路的對稱方向增加一套冷卻供排水管路。通過這樣的處理和改造,使推力軸承瓦溫恢復正常,保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

結(jié)合基本資料及各種計算成果,對觀音峽水電站的水輪機進行了正確選型,并闡述了相關(guān)的選擇理由。表4個。

針對高水頭電站水輪機特點,從水輪機選型、主要過流部件結(jié)構(gòu)、材料選擇等方面優(yōu)化設(shè)計,提高電站運行的穩(wěn)定性和可靠性。

多泥沙河流的水電站,進入水輪機的水流含有不同程度的泥沙,這些泥沙對水輪機的過流部件常常造成嚴重的磨蝕,使水輪發(fā)電機組的經(jīng)濟運行和穩(wěn)定運行都受到不同程度的影響。為了減輕水輪機泥沙磨蝕,最有效的辦法就是在設(shè)計階段采取有效的防范措施,而不是泥沙對水輪機進行破壞后修復或治理。為此,首先在對電站進行水工樞紐設(shè)計時,就要合理布置水工建筑物,減少過機泥沙;其次,要優(yōu)選機組號數(shù)和優(yōu)化機組結(jié)構(gòu)設(shè)計,以及采用優(yōu)質(zhì)母材和提高制造質(zhì)量等。

根據(jù)作者從事小型水電站設(shè)計工作的經(jīng)驗,提出了在高原地區(qū)小型水電站的水輪機設(shè)計選型工作中應注意的一些問題。同時針對高原地區(qū),如何提高小型水輪機的應用技術(shù)水平,選用較優(yōu)秀的機型,提出了一些觀點和看法。

石門水電站運行水頭范圍為154~234m,屬于高水頭水電站,此水頭段適合的水輪機最佳型式為混流式水輪機。根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計公式及資料,并參照國內(nèi)外相近水頭段已建電站的主要參數(shù),通過綜合分析比較,確定水輪機比轉(zhuǎn)速、比速系數(shù)、單位轉(zhuǎn)速、單位流量和空化系統(tǒng)等機組參數(shù),選擇合適的模型轉(zhuǎn)輪,并以此作為設(shè)計基礎(chǔ),從而確定電站機組臺數(shù)、額定轉(zhuǎn)速及安裝高程等。本階段與招標后機組參數(shù)的對比情況,以及石門水電站后期的安全穩(wěn)定運行,均表明石門水電站水輪機參數(shù)選擇是合理的,可為高水頭段的水電站水輪機參數(shù)選擇提供設(shè)計參考。