混流式水轮机的水力稳定性分析-论文.pdf

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1、科技论坛混流式水轮机的水力稳定性分析王放(浙江浙能水电管理有限公司，浙江杭州311322)【摘要】本文是笔者根据多年工作经验，并结合相关文献资改善机组运行情况，提高运行的稳定性，既能保证工作效率，料，对混流式水轮机的水力不稳定性原因进行了分析，并提出了几又有效避免共振现象的产生。通过合理配置，统筹兼顾，从而能够点保障水力稳定性对策。避免水轮机组受到共振区的影响，同时还有助于提高机组的使用寿【关键词】混流式水轮机；水力稳定性分析；水力共振命。通过这种方式可以大大提高水轮机组的稳定性。2．2合理选择比转速，避免片面追求高参

2、数前言高比转速水轮机是水轮机组转轮发展的大趋势，随着科学技术我国是电力生产的大国，不仅有数量庞大的火电厂，还有核电的进步，转轮的转速得到了很大的提高。但是片面追求高转速对于站、太阳能发电站、风力发电站等。我国河流众多，水力资源比较机组的水力稳定性是不利的。为了提高水轮机组水力稳定性，应该丰富，因此水力发电成为我国电力生产的一个重要方式。我国已经适当降低转轮的转速。另外在选择转轮转速的时候，还应该综合考修建了许多水库，其中三峡水电站就是最重要代表。水力发电离不虑多方面的因素，例如水头的变化幅度、水质情况、水轮机负荷范开水

3、轮机，水轮机的运行状况直接关系到电能生产的效率和安全。围等。一般来说，主要用三个指标来衡量现代水轮机的质量，即效率、空2．3合理设计电站，减小水头变幅化和稳定性。效率值得是水轮机对水能的利用程度，空化主要用来在设计混流式机组的水电站时应该尽量减小水头的变化幅度，衡量水轮机的寿命，稳定性是用来衡量机器运行的稳定情况。目前，同时尽量提高电站的额定水头，一般来说，最大水头与额定水头的人们对于水轮机的效率和空化方面的研究已经比较多了，认识相对比值应该大于1．2。来说也比较深入，而对于稳定性的研究却相对比较薄弱，随着机组2．4因

4、地制宜地选择转轮体积的增大和容量的提高，稳定性的问题变得日益突出，需要我们转轮有多种类型，不同类型的转轮具有不同的特点。为了提高加大研究力度，认真分析影响机组稳定性的原因，从而保证我国水水轮机组的水力稳定性，应该根据电站的实际情况合理选择转轮。力发电的顺利进行。’例如在中水头的水电站应该选择叶片应力较小的多叶片转轮，在1混流式水轮机水力不稳定性原因分析高水头水电站则适合选用长短叶片转轮。1．1卡门涡以及脱流对水轮机稳定性的影响、2．5对转轮叶片的出水部分进行修复卡门涡是一种水流不稳定现象，主要出现于水轮叶片的出水部转轮

5、叶片的形状及其厚度对水轮机的稳定性有较大影响。有研门，这种现象在最优工况下也会产生，而且只能在产生共振的情况究表明，改变转轮叶片的形状和厚度，可以降低振动和提高卡门涡下才会被发现。卡门涡产生时往往会有较大的噪音人们对卡门涡的频率。由于减小了导致脱流漩涡的强度和频率以及水流在边界上的认识比较早，经过多年研究，基本上已经掌握了卡门涡产生的规转轮叶片分离的位置，从而可以在一定程度上缓解机组共振律，有效解决措施主要是修改出水边的形状，因此卡门涡已经较少2．6拓宽负荷调节范围，适当增大发电机容量出现。另外一个因素是脱流，这种现象

6、主要存在于转轮叶片进出口当额定水头偏低时，为了改善水轮机在高水头大负荷工况下的的边缘，其出现有很大的随机性，振幅也没有规律，脱流也会影响稳定性，应该适当增大发电机的容量，拓宽负荷的调节范围。机组的稳定性。2．7轴心补气1．2水轮机止漏装置中的压力脉冲对机组水力稳定性的影响轴心补气是一个消除水轮机尾水管低频涡带引起的共振的有效水轮机止漏装置比较复杂，尤其是在大型机组中，止漏装置更方法具体来说就是通过向尾水管的涡带区注入空气来消除共振的为复杂，装置之间的缝隙也更小，因此，止漏装置之间的压力差也方法。这种方法增加了涡带的扩张

7、强度，而且还提高了水的韧性，比较大。当水轮机出现异态运行时，就会形成巨大的压力脉冲，从从而达到缓解或消除振动的效果而影响机器运转的稳定性。另外，如果机器零部件加工不够精细，2．8提高水轮机设计制造工艺安装过程中转轮与转轮室之间对接存在较大误差，从而使得水轮机首先，提高转轮的设计加工工艺。水轮机转轮是决定水轮机性运转不平衡，在水力作用下，转轴就会出现回旋的现象，最终导致能的关键部件，因此，提高水轮机转轮设计加工工艺是提升水轮机整个机组的振动。稳定性重要措施。通过数值模拟技术和CDF技术优化转轮设计。在1．3水轮机组的振动

8、对机组水力稳定性的影响转轮的选材方面也要综合考虑水头变幅、稳定性等情况，尽可能选水轮机组的振动是影响混流式水轮机水力稳定性的一个重要原择优质材料。其次，优化结构设计结构对水轮机的稳定性也会产因，近年来，由于大型混流式水轮机组的运用，振动问题屡屡出现，生影响，在结构设计时，应该采取避振措施。第三，提高焊接工艺。而且这种现象不仅仅存在