天堂蓄能電廠水泵水輪機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與運(yùn)行分析

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(dòng)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。

本文詳細(xì)地分析了響洪甸抽水蓄能機(jī)組的空蝕特性。根據(jù)此特性指導(dǎo)機(jī)組運(yùn)行，不僅可避免空蝕的發(fā)生，而且為下庫超低限制水位運(yùn)行提供了理論依據(jù)，增加了工程效益。

湖南黑糜峰抽水蓄能電站500mw水泵水輪機(jī)機(jī)組是目前國內(nèi)單機(jī)容量最大的抽水蓄能機(jī)組之一，其水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由東方電機(jī)與阿爾斯通公司聯(lián)合完成。本文筆者簡單的介紹了水泵水輪機(jī)的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

本文主要介紹了惠州抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

江蘇宜興抽水蓄能電站共裝設(shè)4臺(tái)250mw單級混流可逆式水輪發(fā)電機(jī)組,該電站水泵水輪機(jī)由ge(挪威)公司制造,轉(zhuǎn)輪葉片采用t形設(shè)計(jì),導(dǎo)軸承采用稀油潤滑分塊瓦結(jié)構(gòu),主軸密封采用軸向水壓平衡式結(jié)構(gòu)等。詳細(xì)介紹了江蘇宜興抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

1前言張河灣抽水蓄能電站位于石家莊市井陘縣測魚鎮(zhèn)原張河灣水庫,距石家莊市(負(fù)荷中心)僅53km(直線)。電站裝機(jī)容量為1000mw,安裝4臺(tái)單級250mw的可逆式機(jī)組。建成投產(chǎn)后,電站將以兩條500kv線路接

水輪機(jī)設(shè)計(jì)依據(jù)及引用標(biāo)準(zhǔn)備注 基 本 制 圖 a-1gb/t14691-93技術(shù)制圖字體已有標(biāo)準(zhǔn) a-2gb/t4458.5-2003機(jī)械制圖尺寸公差與配合注法已有標(biāo)準(zhǔn) a-3gb/t4458.4-2003機(jī)械制圖尺寸注法已有標(biāo)準(zhǔn) a-4gb/t4457.4-2002機(jī)械制圖圖樣畫法圖線已有標(biāo)準(zhǔn) a-5gb/t4458.2-2003機(jī)械制圖裝配圖中零、部件序號及其編排方法已有標(biāo)準(zhǔn) a-6q/hdl2609-2007機(jī)械制圖規(guī)定已有標(biāo)準(zhǔn) a-7gb/t4459.5-1999機(jī)械制圖中心孔表示法已有標(biāo)準(zhǔn) a-8gb/t145-2001中心孔已有標(biāo)準(zhǔn) 材 料 b-1gb6967-86工程結(jié)構(gòu)用中、高強(qiáng)度不銹鋼鑄件已有標(biāo)準(zhǔn) b-2jb/t6402-92大型低合金鋼鑄件已有標(biāo)準(zhǔn) b-3jb/t6397-1992大

1前言,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4 2水電站的水輪機(jī)選型設(shè)計(jì),,,,,,,,,,,,,,52.1水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)概述 ,,,,,,,,,,,,,,,,,52.2水輪機(jī)選型的任務(wù),,,,,,,,,,,,,,,,,,,62.3水輪機(jī)選型的 原則,,,,,,,,,,,,,,,,,,62.4水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的條件及主要參數(shù),,,,,,,,,,,,72.5 確定電站裝機(jī)臺(tái)數(shù)及單機(jī)功率,,,,,,,,,,,,,,72.6選擇機(jī)組類型及模型轉(zhuǎn)輪型號 ,,,,,,,,,,,,,,82.7初選設(shè)計(jì)(額定工況點(diǎn),,,,,,,,,,,,,,,,112.8確定轉(zhuǎn)輪直徑 1 d,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,122.9確定額定轉(zhuǎn)速n,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,122.10效

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。

主要介紹湖南黑麋峰抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)主要參數(shù)選擇設(shè)計(jì),對額定水頭、比轉(zhuǎn)速、比速系數(shù)、額定轉(zhuǎn)速、吸出高度等水泵水輪機(jī)主要參數(shù)的選擇進(jìn)行論述,并通過運(yùn)行過程中存在的問題對選定的機(jī)組參數(shù)進(jìn)行評價(jià),為同類型抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)主要參數(shù)選擇提供參考。

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。

本文扼要地介紹了水泵水輪機(jī)組的工作方式及特點(diǎn)。介紹了水泵水輪機(jī)尾水管在泵工況及水輪工況的水力特性、通過強(qiáng)度計(jì)算確定尾水管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及按照asme鍋爐及壓力容器規(guī)范對尾水管上所有開孔采取補(bǔ)強(qiáng)措施后有效補(bǔ)強(qiáng)面積的計(jì)算方法。

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)

cfd技術(shù)全稱為計(jì)算流體動(dòng)力學(xué),近年來由于科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,cfd技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛好評和認(rèn)可,在水輪機(jī)的設(shè)計(jì)及改造中發(fā)揮著巨大的作用。cfd技術(shù)其中包含了很多種新型的科學(xué)技術(shù),根據(jù)水輪機(jī)設(shè)計(jì)和改造部位和深度的不同,所采用的技術(shù)類型也有所不同。本文中,主要是對cfd在水輪機(jī)設(shè)計(jì)與改造中的發(fā)展和應(yīng)用,并針對cfd技術(shù)的特性與特點(diǎn)以及在應(yīng)用中的具體表現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的分析與介紹。

本文簡要介紹了桓仁抽水蓄能電站(項(xiàng)目建議書階段),在未得到國內(nèi)外廠商資料和配合的情況下,利用統(tǒng)計(jì)法選擇水泵、水輪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的情況,對下一步工作進(jìn)行了探討。

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(dòng)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(dòng)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。

雙溝抽水蓄能電站裝機(jī)容量為500mw,是一座利用在建的雙溝水電站水庫為上庫,石龍水電站水庫為下庫的混合式抽水蓄能電站。文章詳細(xì)介紹了該電站水泵水輪機(jī)型式及比轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速、安裝高程的論證。

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(dòng),通常每周或雙日起動(dòng)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。

本文對響洪甸電站水泵水輪機(jī)過渡過程計(jì)算進(jìn)行研究,對奧鋼聯(lián)所選擇的25種工況,一一進(jìn)行對比計(jì)算,計(jì)算結(jié)果十分近似。

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,

為了研究水泵在水輪機(jī)泵工況小流量下的流場特性,對某電站水泵水輪機(jī)進(jìn)行建模.采用simplec算法和剪切壓力傳輸模型(sstk-ω)模擬泵工況的流場特性,分析當(dāng)泵工況活動(dòng)導(dǎo)葉處于設(shè)計(jì)開度時(shí)在小流量下轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)葉的流場,結(jié)合實(shí)驗(yàn)對水泵水輪機(jī)的性能進(jìn)行對比計(jì)算.結(jié)果顯示,在導(dǎo)葉設(shè)計(jì)開度下當(dāng)體積流量為設(shè)計(jì)流量的15%~53%時(shí)揚(yáng)程曲線有小幅度波動(dòng);流量越小在導(dǎo)葉間的類似射流現(xiàn)象越明顯,隨著流量降低渦結(jié)構(gòu)逐漸增多并且尺度逐漸變大,以至于充滿整個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉與固定導(dǎo)葉之間的流域;導(dǎo)葉的存在是小流量下?lián)P程小幅度波動(dòng)的主要原因.以上結(jié)論均可為水泵水輪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù).