地下式水電站尾水洞過渡過程中明滿流現(xiàn)象

在考慮氣體可壓縮性的基礎上,建立了地下式水電站調(diào)壓室交通洞過渡過程中的氣體運動數(shù)學模型,依據(jù)氣體管道瞬變流的特征線法,提出了風速模擬的方法并編制了完整的模擬程序,通過與試驗結果的對比驗證了所提求解方法與模擬程序的適用性與合理性。然后分析了交通洞的體型(長度、斷面積、傾角)對風速發(fā)展、分布及波動過程的影響,并從波動疊加的角度揭示了各因素的作用機理。結果表明:對于地下式水電站調(diào)壓室交通洞在過渡過程中的風速的模擬,考慮氣體可壓縮性是必要的。交通洞斷面的風速波動過程由低頻質(zhì)量波(基波)與高頻彈性波(諧波)疊加而成。通氣洞長度影響諧波的振幅和周期、斷面積影響基波和諧波的振幅、傾角則僅影響諧波的振幅。

本文介紹了溪洛渡水電站尾水洞的布置情況,針對尾水洞在特定水位和運行工況下,會產(chǎn)生明滿流交替現(xiàn)象,重點研究了發(fā)生明滿交替流的危害程度、解決思路,發(fā)生的特定水位區(qū)間等,提出了合理的解決方案。

本文介紹了溪洛渡水電站尾水洞的布置情況,針對尾水洞在特定水位和運行工況下,會產(chǎn)生明滿流交替現(xiàn)象,重點研究了發(fā)生明滿交替流的危害程度、解決思路,發(fā)生的特定水位區(qū)間等,提出了合理的解決方案。

本文介紹了溪洛渡水電站尾水洞的布置情況,針對尾水洞在特定水位和運行工況下,會產(chǎn)生明滿流交替現(xiàn)象,重點研究了發(fā)生明滿交替流的危害程度、解決思路,發(fā)生的特定水位區(qū)間等,提出了合理的解決方案.

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,推薦采用導葉兩段關閉的關機規(guī)律,計算結果滿足規(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荷試驗數(shù)據(jù)及關閉規(guī)律,對水力過渡過程計算進行驗算,其結果基本與實際情況吻合.

利用相關程序,對四川毛爾蓋水電站進行了水力過渡過程計算。通過對導葉關閉規(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)的設計是合理、可行的。

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,推薦采用導葉兩段關閉的關機規(guī)律,計算結果滿足規(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荷試驗數(shù)據(jù)及關閉規(guī)律,對水力過渡過程計算進行驗算,其結果基本與實際情況吻合。

根據(jù)某電站上下游特征水位、機組參數(shù)和特征水頭等資料,合理的確定出大波動過渡過程的計算工況。通過對各工況進行的詳細計算和分析,結果證明蝸殼最大壓力升高值、機組轉速最大升高值和轉輪出口最低壓力值的發(fā)生工況及各工況數(shù)值滿足有關技術規(guī)范要求,從而為水電站的啟動調(diào)試和運行提供了依據(jù)。圖1幅,表1個。

對洪家渡水電站引水系統(tǒng)在設置尾水調(diào)壓室和取消尾水調(diào)壓室兩種情況下的過渡過程進行了計算研究.計算表明,通過考慮機組特性、優(yōu)化機組導葉關閉規(guī)律及合理整定調(diào)速器參數(shù),該水電站取消尾水調(diào)壓室的方案是可行的,其各設計參數(shù)控制值基本上能滿足設計要求.計算成果已作為該電站設計方案比較的依據(jù)之一

思林水電站引水系統(tǒng)為“一洞一管一機+尾水隧洞”布置型式,壓力引水管道長335m,壓力尾水隧洞長210m,壓力水道水流慣性時間常數(shù)tw=4.13s,尾水反水錘問題十分突出。主要論述了思林水電站取消常規(guī)的尾水調(diào)壓井設計,通過優(yōu)化流道系統(tǒng)、機組參數(shù)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)等,有效地解決了長尾水隧洞的反水錘問題,水力過渡過程的穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求,保證了整個工程安全、經(jīng)濟運行。

根據(jù)水電站過渡過程物理模型相似率條件,對龍灘水電站3號尾水調(diào)壓井單元系統(tǒng)的4種布置方案和5種試驗工況進行了帶模型機組(包括模型調(diào)速器)的模型試驗,這種試驗裝置與傳統(tǒng)的相比,試驗的重復性好,開度與流量一一對應,水流的動能轉換成旋轉的機械能,能真實地反映原型的流態(tài)。試驗內(nèi)容包括恒定流水流狀態(tài)與水頭損失,非恒定流過程中的壓力波動,調(diào)壓井內(nèi)水流狀態(tài)及其主要控制參數(shù)等。試驗研究表明,帶模型機組的模型試驗能較真實地反映原型的流態(tài),試驗結果可供工程設計參考。

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,為工程設計提供了重要依據(jù)。

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)。

本文介紹利用程序進行水電站水力過渡過程計算。通過對下坂地水電站的調(diào)壓室涌波計算、調(diào)節(jié)保證計算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,為電站及引水系統(tǒng)的設計提供了依據(jù)。

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。

針對紫坪鋪水利樞紐工程水頭變幅大,工況變化多且頻繁的特點,對水輪機典型工況甩負荷水力過渡過程進行了數(shù)字仿真。建立了串聯(lián)管連結處瞬變流計算數(shù)學模型,采用三維空間曲面的形式對水輪機特性進行描述和插值,開發(fā)了基于windows界面的水力過渡過程數(shù)字仿真軟件。

從普遍意義上講,水電站水力過渡過程是水、機、電系統(tǒng)相互影響、相互制約的聯(lián)合過渡過程,其計算的合理與否關系到輸水系統(tǒng)的優(yōu)化設計和水電站的安全運行及供電的質(zhì)量。文章介紹了水力機械過渡過程的主要類型與基本特征,分析了水輪機過渡過程的技術經(jīng)濟意義,闡述了水力機械裝置過渡過程研究的現(xiàn)狀和研究方法。

通過對固定界面明滿流的銜接計算，探討了機組增減負荷時長尾水渠中涌波的性態(tài)；分析了明渠尺寸對涌波大小和周期的影響；并以實際工程為例計算研究了水輪機調(diào)節(jié)規(guī)律對調(diào)保參數(shù)及涌波的影響，以及機組依次增減負荷時涌波的疊加等問題．

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重要。本文介紹了當今先進的科學計算軟件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、機組關閉規(guī)律等。為電站及引水系統(tǒng)設計優(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、機組轉速上升、尾水管真空度以外,還要重點關注水推力的影響。

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。