大型贯流式水轮机安装高程确定浅析
发布时间：2021-10-25 03:00
简要介绍了《水电站机电设计手册》、《水轮机设计手册》以及美国相关标准规定的大型贯流式水轮机吸出高度、安装高程计算方法和使用建议。通过分析大型贯流式水轮机空化特性,给出选择大型贯流式水轮机空化基准面的建议。结合贯流式水轮机运行特点,通过对比设计手册、相关标准以及典型水电站空化安全系数K的取值,提出空化安全系数K取值建议;最后提出了下游设计尾水位取值建议以及安装高程确应考虑的其他因素。
【文章来源】：西北水电. 2020,(S2)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
卧式水轮机安装高程图
研究水轮机空化现象时,须保证模型与真机表征重力和惯性力比例关系的弗劳德数守恒。相对于其他水轮机,大型贯流水轮机叶轮尺寸与其使用的水头相比,转轮顶部( 最高处) 到底部(最低处) 的垂直高差( 即转轮直径) 较大。在大多数的情况下,贯流水轮机模型与真机的弗劳德数不同,即不满足弗劳德数相似。模型空化能够从顶部发展到底部,而真机的空化可能仅在转轮顶部区域发展[8]。图3为国外某灯泡贯流式水轮机采用三维流动分析得到的转轮桨叶正面低处沿垂直方向的最小压力分布。图中虚线为模型转轮最小压力值,实线为真机转轮最小压力值。从图3可看出,真机空化性能优于模型空化性能,且真机转轮桨叶最小压力值沿垂直高度上变化相对较大。真机转轮桨叶从上向下旋转时,压力增大,从顶部转到底部最小压力增大约2.4倍。因此,将模型水轮机试验的空化特性转换到真机上,就应该考虑真机转轮垂直高度上的空化数值(压力最低值)的差异[8]。针对原型水轮机、模型水轮机高度方向上空化性能(空化系数)不同,IEC60193 给出了计算点空化系数和基准面空化系数间差值计算公式(6)、原型水轮机、模型水轮机空化系数换算公式(7)。
在国内可研、国外基本设计阶段或详细设计阶段的大型贯流式水轮机选型过程中,如有模型转轮参数,空化系数采用模型转轮的临界或者初生空化参数。同时,建议采用模型空化系数乘以适当空化安全系数计算的装置空化系数应和采用装置空化系数σp统计公式计算结果进行对比分析,综合考虑选择合适的空化系数、装置空化系数。常用的装置空化系数σp统计公式如表1所示。表1 常用的装置空化系数σp统计公式表 统 计 公 式 公式来源 σp=1.0×10-6n s 2.111 水电站机电设计手册 σp=6.1×10-5n s (4/3) +1.79×10-7n s (7/3) 日本富士电机(出自JEC4001 1992) σp=0.18Q 11 2 +1.2×10-5n 11 2 瑞典KMW公司 σp=9×10-5n s 1.4 瑞典KMW公司 σp=2.376×10-5n s 1.56 贯流式水轮发电机组及其选择方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]越南松萝4电站灯泡贯流式水轮机参数选择[J]. 解再益,郭卫中,肖园. 水电站机电技术. 2019(05)
[2]北本水电站贯流式机组安装高程分析[J]. 王胜华. 水电站机电技术. 2016(02)
[3]卡丘埃拉（Cachuela）水电站水轮机安装高程计算分析[J]. 赵明琴. 水力发电. 2014(05)
[4]贯流式水轮发电机组的技术优势与关键技术[J]. 田树棠. 水电与新能源. 2013(03)
[5]大型卧式贯流水轮机安装高程的确定[J]. 刘益祥. 红水河. 2008(01)
[6]灯泡贯流式机组的安装高程探讨[J]. 单庆臣. 水电站机电技术. 2007(04)
[7]灯泡贯流式水轮机的空蚀与安装高程[J]. 佟文敏. 水电站设计. 1997(01)
[8]灯泡机组的空蚀特性与安装高程计算方法[J]. 田树棠. 陕西水力发电. 1994(01)
本文编号：3456515
【文章来源】：西北水电. 2020,(S2)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
卧式水轮机安装高程图
研究水轮机空化现象时,须保证模型与真机表征重力和惯性力比例关系的弗劳德数守恒。相对于其他水轮机,大型贯流水轮机叶轮尺寸与其使用的水头相比,转轮顶部( 最高处) 到底部(最低处) 的垂直高差( 即转轮直径) 较大。在大多数的情况下,贯流水轮机模型与真机的弗劳德数不同,即不满足弗劳德数相似。模型空化能够从顶部发展到底部,而真机的空化可能仅在转轮顶部区域发展[8]。图3为国外某灯泡贯流式水轮机采用三维流动分析得到的转轮桨叶正面低处沿垂直方向的最小压力分布。图中虚线为模型转轮最小压力值,实线为真机转轮最小压力值。从图3可看出,真机空化性能优于模型空化性能,且真机转轮桨叶最小压力值沿垂直高度上变化相对较大。真机转轮桨叶从上向下旋转时,压力增大,从顶部转到底部最小压力增大约2.4倍。因此,将模型水轮机试验的空化特性转换到真机上,就应该考虑真机转轮垂直高度上的空化数值(压力最低值)的差异[8]。针对原型水轮机、模型水轮机高度方向上空化性能(空化系数)不同,IEC60193 给出了计算点空化系数和基准面空化系数间差值计算公式(6)、原型水轮机、模型水轮机空化系数换算公式(7)。
在国内可研、国外基本设计阶段或详细设计阶段的大型贯流式水轮机选型过程中,如有模型转轮参数,空化系数采用模型转轮的临界或者初生空化参数。同时,建议采用模型空化系数乘以适当空化安全系数计算的装置空化系数应和采用装置空化系数σp统计公式计算结果进行对比分析,综合考虑选择合适的空化系数、装置空化系数。常用的装置空化系数σp统计公式如表1所示。表1 常用的装置空化系数σp统计公式表 统 计 公 式 公式来源 σp=1.0×10-6n s 2.111 水电站机电设计手册 σp=6.1×10-5n s (4/3) +1.79×10-7n s (7/3) 日本富士电机(出自JEC4001 1992) σp=0.18Q 11 2 +1.2×10-5n 11 2 瑞典KMW公司 σp=9×10-5n s 1.4 瑞典KMW公司 σp=2.376×10-5n s 1.56 贯流式水轮发电机组及其选择方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]越南松萝4电站灯泡贯流式水轮机参数选择[J]. 解再益,郭卫中,肖园. 水电站机电技术. 2019(05)
[2]北本水电站贯流式机组安装高程分析[J]. 王胜华. 水电站机电技术. 2016(02)
[3]卡丘埃拉（Cachuela）水电站水轮机安装高程计算分析[J]. 赵明琴. 水力发电. 2014(05)
[4]贯流式水轮发电机组的技术优势与关键技术[J]. 田树棠. 水电与新能源. 2013(03)
[5]大型卧式贯流水轮机安装高程的确定[J]. 刘益祥. 红水河. 2008(01)
[6]灯泡贯流式机组的安装高程探讨[J]. 单庆臣. 水电站机电技术. 2007(04)
[7]灯泡贯流式水轮机的空蚀与安装高程[J]. 佟文敏. 水电站设计. 1997(01)
[8]灯泡机组的空蚀特性与安装高程计算方法[J]. 田树棠. 陕西水力发电. 1994(01)
本文编号：3456515
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