張峰水庫輸水二干管線工程重力流水力過渡過程的數(shù)值模擬

為了實(shí)現(xiàn)水資源的綜合利用,工程上常常從現(xiàn)有水電站的引水隧洞或壓力管道取水,兼顧發(fā)電與供水的需求。本文以南水水庫供水工程為例,針對(duì)兼有發(fā)電、供水特征的輸水系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型,分析其在發(fā)電、供水以及發(fā)電+供水三種運(yùn)行工況時(shí),恒定流計(jì)算初始參數(shù)的調(diào)整方法和發(fā)電與供水兩系統(tǒng)在非恒定流過渡過程中的相互影響,探索兼有發(fā)電、供水特征的輸水系統(tǒng)過渡過程的模擬計(jì)算分析思路與方法,為類似發(fā)電供水工程輸水系統(tǒng)過渡過程的分析計(jì)算提供借鑒。

長距離輸水設(shè)置超壓泄壓閥水力過渡過程分析

大伙房水庫輸水(二期)工程輸水系統(tǒng)從鞍山加壓站至營盤配水站干線段總長為41.3km,而營口、盤錦2條分支支線長度分別為39.86km和52.96km。為了防止各自的輸水支線上產(chǎn)生較大的水錘破壞,在支線末端設(shè)置超壓泄壓閥,有效地緩解了由于分支凈水廠突然事故關(guān)閥所帶來的過大的水錘壓力。

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(jì)算方法,過渡過程的起因和研究內(nèi)容,并用多個(gè)水工模型試驗(yàn)測(cè)量的調(diào)壓室水位、管道水錘壓力及其壓力過程線資料驗(yàn)證了計(jì)算方法及參數(shù)選擇的合理性。利用cfd技術(shù)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(dòng)的動(dòng)態(tài)演示。該數(shù)字模型已用于多個(gè)電站引、尾水系統(tǒng)的水力過渡過程計(jì)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(jī)組最大飛車轉(zhuǎn)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(luò)線、小波動(dòng)和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動(dòng)、機(jī)組穩(wěn)定性分析等成果,為工程設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。

瑪依納水電站引水發(fā)電系統(tǒng)無法滿足gb/t9652.1—2007《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》要求,系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。為此,在引水發(fā)電系統(tǒng)樞紐布置無法改變的情況下,在犧牲調(diào)速系統(tǒng)速動(dòng)性,放寬對(duì)電站調(diào)節(jié)品質(zhì)要求的前提下討論其引水發(fā)電系統(tǒng)布置的可行性。目前,2臺(tái)機(jī)組已經(jīng)安全穩(wěn)定運(yùn)行多年,證明該電站引水發(fā)電系統(tǒng)布置是合理的。

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算時(shí),通過對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算.通過計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)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(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過渡過程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合.

利用相關(guān)程序,對(duì)四川毛爾蓋水電站進(jìn)行了水力過渡過程計(jì)算。通過對(duì)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算、調(diào)壓室波動(dòng)計(jì)算、大波動(dòng)過渡過程計(jì)算、小波動(dòng)計(jì)算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,驗(yàn)證了該電站引水發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理、可行的。

針對(duì)躍龍潛水電排站點(diǎn)新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了相應(yīng)的拍門及簡單調(diào)壓塔邊界條件的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用特征線法對(duì)潛水電泵系統(tǒng)進(jìn)行了停泵水力過渡過程分析,結(jié)果表明泵站選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行可靠安全。

文中通過對(duì)宏發(fā)水電站進(jìn)行水力過渡過程計(jì)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(shí),保證電站的安全運(yùn)行。

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算時(shí),通過對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)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(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過渡過程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合。

文中通過對(duì)二干壓力管線處的工程地質(zhì)論述,并在大量土工試驗(yàn)所取得的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的基礎(chǔ)上,給出了二干壓力管線的工程地質(zhì)分析與評(píng)價(jià)。

本文主要針對(duì)黃河拉西瓦、漢江毛壩關(guān)水電站工程,在物理模型試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上,對(duì)水電站的水力過渡過程的仿真計(jì)算作了驗(yàn)證,驗(yàn)證計(jì)算方法和參數(shù)選擇的合理性,并率定計(jì)算參數(shù)。得到調(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(jī)組最大飛車轉(zhuǎn)速以及它們的變化過程線。在鉆根水電站和扎古錄水電站的調(diào)保計(jì)算中,計(jì)算了引水隧洞、壓力鋼管最大/最小水壓力包絡(luò)線、小波動(dòng)和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動(dòng)機(jī)組穩(wěn)定性分析等成果。采用fluent軟件模擬某瞬間調(diào)壓室內(nèi)的三維流場(chǎng),動(dòng)態(tài)地顯示了調(diào)壓室水位波動(dòng)情況。

建立了吉林臺(tái)二級(jí)水電站水力干擾過渡過程的數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值模擬計(jì)算分析了水電站輸水系統(tǒng)發(fā)生水力干擾時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,水力干擾下的各種計(jì)算指標(biāo)均能滿足要求,為吉林臺(tái)二級(jí)水電站的系統(tǒng)布置及穩(wěn)定運(yùn)行提供了參考。

通過對(duì)該工程的工程地質(zhì)勘察,在土工試驗(yàn)所獲得的管線處巖土體物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合壓力管線所經(jīng)過的采空區(qū)調(diào)查,給出了張峰水庫三干壓力管線的工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)。

分類號(hào)密級(jí) udc編號(hào)10486 武漢大學(xué) 碩士學(xué)位論文 水電站水力過渡 過程的數(shù)值仿真及參數(shù)優(yōu)化 研究生姓名：張鵬 指導(dǎo)教師姓名、職稱：趙旭光高工 陳光大教授 學(xué)科、專業(yè)名稱：水利水電工程 研究方向：水電廠動(dòng)力設(shè)備及控制、 診斷技術(shù) 二○○七年四月二十日 numericalsimulationandparameter optimizationoftransientprocessforhydraulic powerstation by zhangpeng 鄭重聲明 本人的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立撰寫并完成的，學(xué)位論文沒有剽竊、抄襲、 造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和侵權(quán)行為，本人愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律后果 和法律責(zé)任，特此鄭重聲明。 學(xué)位論文作者（簽名）

剛果(金)zongoⅱ電站為低壩引水徑流式電站,隨著調(diào)壓室斷面面積的增加,機(jī)組調(diào)節(jié)保證參數(shù)和調(diào)壓室涌浪向有利的方向變化,但是敏感性比較小。故通過計(jì)算,可確定合理的調(diào)壓井尺寸。

為保證電站安全穩(wěn)定運(yùn)行,通過對(duì)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(duì)機(jī)組水力過渡過程進(jìn)行大波動(dòng)、小波動(dòng)分析計(jì)算,確定經(jīng)濟(jì)合理的電站輸水系統(tǒng)和機(jī)組方案參數(shù)。

在水電站的運(yùn)行中總伴隨著水力過渡過程,對(duì)電站進(jìn)行過渡過程分析與計(jì)算相當(dāng)重要。本文介紹了當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算軟件matlab的特點(diǎn),并利用該軟件對(duì)紫坪鋪水電站的水力過渡過程從數(shù)學(xué)模型、計(jì)算仿真等方面進(jìn)行了分析、計(jì)算與研究,以便尋求合適的電站運(yùn)行方式、機(jī)組關(guān)閉規(guī)律等。為電站及引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、安全運(yùn)行提供依據(jù)。

角木塘水電站位于貴州省道真縣,電站裝機(jī)容量2×35mw。電站為低水頭河床式徑流電站,引水系統(tǒng)短,機(jī)組采用軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)。對(duì)于軸流式機(jī)組而言,由于機(jī)組水推力過大,電站甩負(fù)荷時(shí)往往容易造成\"抬機(jī)\"現(xiàn)象,對(duì)機(jī)組造成破壞,因此,水力過渡過程計(jì)算除了控制好蝸殼壓力升高、機(jī)組轉(zhuǎn)速上升、尾水管真空度以外,還要重點(diǎn)關(guān)注水推力的影響。

本文通過對(duì)樂昌峽水電站進(jìn)行過渡過程計(jì)算與分析,提出了一系列優(yōu)化方案,總結(jié)了常規(guī)電站尾水系統(tǒng)過渡過程的計(jì)算經(jīng)驗(yàn),為同類工程提供借鑒。

根據(jù)魚潭水利水電工程水力過渡過程的計(jì)算，確定尾水調(diào)壓井的面積和尾水隧洞的最優(yōu)方案，同時(shí)指出了由于客觀條件的限制所造成的不足。

減壓孔板是消防系統(tǒng)中不可缺少的減壓設(shè)施,對(duì)其正確的設(shè)置與計(jì)算是消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。借鑒前人基于設(shè)計(jì)手冊(cè)中水頭損失公式進(jìn)行改進(jìn)的做法,采用數(shù)值模擬方法,對(duì)減壓孔板的水力特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明,隨著出流流量的增加,減壓孔板作用增強(qiáng),壓降幅度增大,孔徑d與管徑d比(d/d)越小降壓效果越明顯。