水泵水轮机转轮全特性与蓄能电站过渡过程的相关性分析

为研究水泵水轮机转轮全特性曲线对抽水蓄能电站过渡过程的影响,根据两者之间的相关性调整和优化可逆机转轮设计,该文结合工程算例,采用不同的水泵水轮机转轮全特性曲线,分别对抽水蓄能电站机组可控和不可控等不同状态下的过渡过程进行了模拟计算。计算表明,转轮全特性曲线是影响过渡过程的重要因素之一。根据转轮全特性曲线与过渡过程的相关性分析结果,使用全三维方法进行可逆机转轮设计。在设计过程中适当调整导叶相对高度等参数,改变特性曲线形状,减缓开度线变化斜率,可优化过渡过程。     

低水头混流式水泵水轮机过流能力近似计算

为了保证电力系统的稳定运行和能源的合理利用,在综合利用的多能源小电力系统中,一般通过低水头抽水蓄能电站水泵水轮机进行调节.低水头水泵水轮机过流特性直接影响其性能和效率,而自身流道参数是影响水泵水轮机过流能力的主要因素.从低水头抽水蓄能电站水泵水轮机的工作特点出发,根据水泵水轮机工作原理推导出过流能力近似计算公式.通过数值模拟方法计算了不同水头工况的流量,并与近似计算公式结果进行了对比分析.结果表明两者基本一致,且相对误差较小,在5%左右.     

基于VOF模型的抽水蓄能电站全过流系统水轮机工况数值模拟

为了更加全面地分析抽水蓄能电站水轮机工况的流动特性,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机以及尾水隧洞的全过流系统几何模型,采用两相流VOF模型对不同导叶开度的水轮机工况进行三维湍流数值模拟,计算各过流部件的水力损失,并详细分析了机组段流场。结果表明:抽水蓄能电站的水力损失主要发生在机组段,而输水系统的水力损失相对较小,约占总水力损失的18.6％;导叶开度不同从而引起叶片压力面与吸力面的压力差不同,这是导致转轮水力损失不同的主要原因;尾水管内的流态与导叶开度有关,开度越小,在尾水管进口处越容易形成回流,水力损失越大。      

浅析水泵空蚀与泥沙磨损的预防及修复技术

随着近几年水利工程的不断开展,水泵的应用也较为广泛,但是由于水泵设备工作复杂性,因此在水泵入口处的液体中可能会混有空气及泥沙,这些物质就会造成水泵设备的内部发生不同程度的磨损及腐蚀,从而影响水泵的正常应用。本文将根据水泵发生空蚀及泥沙磨损的原因,深入的分析了针对于水泵空蚀及泥沙磨损的控制措施和修复技术。     

抽水蓄能电站泵工况断电过渡过程数值试验

建立包括引水系统、调压井、水泵水轮机组与尾水系统等部件的抽水蓄能电站几何模型,采用基于VOF两相流模型的三维湍流计算方法对其泵工况断电过渡过程进行了数值试验研究,获得并分析了若干参数随时间的变化规律和不同时刻流场的演变过程,与电站原型试验资料进行了对比.结果表明:机组转速、蜗壳和尾水管进口静压极值与试验结果基本一致,三维湍流过渡过程研究方法具有较高精度.电站外特性变化剧烈,依次经历水泵、制动和水轮机瞬态工况.各部件流场的演变与外特性的变化密切相关,相互影响.制动工况流量变化存在"拐点",相应时刻反向流量最大,叶片压力不均匀,尾水管流态较差,有明显的水击现象.     

带分流叶片水泵水轮机特殊工况内部流场特性

基于国内某抽水蓄能电站建立的水力模型并结合该模型试验报告,采用SSTk-ω模型计算带分流叶片水泵水轮机7.5°导叶开度下零流量工况附近的制动工况和反水泵工况,进行定常和非定常数值模拟,研究其内部流场压力分布、速度流线分布及径向力分布规律.结果表明:计算流体动力学数值计算可以很好地模拟分析带分流叶片水泵水轮机的内部流场特性;制动工况下的流态很差,涡结构充满整个流道引起水流拥堵且成不对称分布;反水泵工况导叶和转轮出现了严重的流动分离,水流在叶片中上游发生冲击;分流叶片的存在减小了负压区域,降低了汽蚀现象发生的可能性,有助于水轮机内部水流流动更加平稳;带分流叶片水泵水轮机的径向力在一个周期内的变化规律与转轮叶片数强关联,峰谷值个数与叶片数相对应.     

废弃矿井抽水蓄能面临的关键问题与对策思考

为向低碳清洁能源转型,我国风、光等新能源高速发展,新型电力系统对调节电源的需求更加迫切,抽水蓄能逐渐成为储能技术开发与利用的热点。本文在系统梳理抽水蓄能电站技术研究现状的基础上,从电站选址、库容计算、地下空间改造及安全运维四个视角分析了废弃矿井抽水蓄能电站建设面临的主要难题;从工程角度提出亟待研究解决的四项关键技术：地上水库安全性评价方法与治理技术、地下水库库容计算模型及调蓄技术、地下水库损伤变形机理及加固技术、二次开挖地下结构变形失稳机制及治理技术。利用废弃矿井遗留的大量地下空间资源建设抽水蓄能电站,有助于构建清洁低碳能源体系,增强能源供给稳定性。     

浅谈我处小水电站水轮机空蚀磨损及防护

本文介绍了小水电站水轮机因不同的运行条件、结构参数其空蚀磨损所造成的破坏程度也不相同,本文从实例出发,重点阐述了减少小轮机空蚀磨损的方法。     

双馈式抽水蓄能机组功率调节仿真与控制

为了研究双馈式抽水蓄能机组在电网功率调节中的作用,该文建立了抽水蓄能电站水-机-电耦合的水力过渡过程计算模型,并基于定子电压定向矢量控制策略,建立了双馈感应电机(DFIM)功率控制系统,对300 MW双馈式可变速抽水蓄能机组并无穷大电网运行时功率调节过程进行了研究,与采用电励磁同步电机的常规定速机组进行了比较。仿真结果表明:可变速机组双馈感应电机可以通过调节励磁电流直接对定子有功功率进行调节,定子有功功率可以快速跟随功率指令的变化;而定速机组电机输出功率为水泵水轮机的机械功率,依靠导叶开度对流量进行调节来实现功率控制,由于引水、尾水管道较长,流量变化需要较长时间,导致定速机组输出功率调节所需时间较长。     

异常低水头下水泵水轮机压力脉动特性分析

为了研究水泵水轮机在异常低水头下内部流动的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,基于大涡模拟方法,对模型机组进行全流道非定常数值计算.结合试验数据,分析异常低水头下流道内不同位置处压力脉动特征和流态特征,讨论流量变化对机组压力脉动特性的影响.结果表明:异常低水头下,压力脉动主要由"导叶-转轮-尾水管"之间的两级动静干涉以及肘管段结构弯曲引起水流撞击等因素共同引起;流量变化对导叶后转轮前压力脉动的频率和幅值影响不大,仅在小流量区有所区别;尾水管内压力脉动的低频值和幅值受流量变化的影响较大,而高频值则在各种流量状况下均未出现.与正常运行工况相比,水泵水轮机在异常低水头工况下的压力脉动特性明显增强,对机组的稳定性和安全性造成了十分不利的影响.     

中国关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障：现状、评价及改造

 中国存在大量关闭/废弃矿井,其中关闭/废弃矿井地下空间资源是稳定且易开发的资源。在梳理不同类型储物下（油、气、水、核废料、种子等）研究现状的基础上,研究了矿井遴选、密封性能、储物空间大小、储物时间等,提出了相应的地下空间储物评价指标和改造技术,形成了适合中国国情、自然地质条件的关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障理论与技术。     

中国关闭/废弃矿井的分类利用与等级评价

 针对关闭/废弃矿井分类利用和等级评价,使用Adaboost迭代算法,建立了一个关闭/废弃矿井利用的可能性等级模型,总结得出关闭/废弃矿井分类利用可分为：关闭/废弃矿井生态文明开发,关闭/废弃矿井地下空间开发利用,关闭/废弃矿井遗留媒体资源开发利用,关闭/废弃矿井地下水资源开发利用,关闭/废弃矿井气油水光互补能源开发利用。确立了20项分类指标进行关闭/废弃矿井等级评价,初步构建出国内关闭/废弃矿井资源数据库,提出关闭/废弃矿井智能精准开发科学构想,构建了关闭/废弃矿井绿色资源评价技术体系,推动关闭/废弃矿井精准智能开采以及城市转型发展。     

衰老矿井低碳发展SWOT分析

煤炭资源储存的有限性,决定了煤矿产量存在一个由增长到衰老的过程,作为碳生产大户的衰老矿井同时面临着资源赋存条件不理想、储量不足、产业结构单一,能耗高,产品附加值低,煤矸石、矿井水、余热等有价值的"废物"没有加以利用,浪费等问题。本文将在综合分析我国煤炭企业发展现状的基础上,进一步研究阐述衰老矿井的界定及其发展瓶颈,并结合国内外煤矿对衰老矿井低碳发展进行SWOT综合分析,分析结论证明发展"衰老矿井摆脱各种不利条件约束,通过低碳运行转型是实现延长矿井生命周期的必然选择"。     

综掘机在薄煤层切眼中的研究与应用

随着煤矿开采技术的发展,协庄煤矿通过坚持"技术换人、设备换人"的工作思路,大力推广应用综掘技术,全面提高了掘进生产装备水平,先后在二四层、十一层综掘工作面投入使用了破岩能力强的EBZ-160、EBZ-200及EBZ-230型综掘机,巷道单进水平有了新的突破,在不同条件巷道中均取得了较好成绩,保证了矿井采掘接续正常。但在切眼施工过程中一直都沿用传统的炮掘工艺,炮掘工艺较综掘工艺适应性更强,适合各种断面各种坡度的巷道掘进,在很大程度上符合协庄煤矿工作面切眼基本情况。通过在工作面切眼研究使用综掘机一次成巷,实现巷道快速施工,提高了矿井安全水平及机械化水平。     

SYT电磁波法探查矿井突水地质条件的应用研究

矿井突水是煤矿生产中危害性很大的地质灾害,一旦发生,在治理过程中需要准确了解突水通道的位置以及矿井赋水状况,通常运用地质、地球物理以及钻探的方法来确定突水的水文地质条件。SYT电磁波法接收反射回来的带有地下地质信息的电磁波,根据含水层特殊的物性特征,对采集的数据经过特殊的处理,从而得到反映地下含水层物性特征的曲线和柱状,就可以用来判断突水通道及富水性。通过对牛儿庄矿小窑巷道位置突水的探测研究,为下一步注浆堵水工程钻孔井位设计提供了比较可靠的物探、地质依据。     

旋转开采工艺在大倾角综采工作面的应用

为最大限度的回收煤炭资源,需要在正常布置工作面开采完成后,采用适当的开采工艺对遗留的三角煤进行回收。本文以孔庄煤矿8331工作面开采工艺为例,介绍了大倾角条件下,综采工作面调面开采工艺,为水采采区遗留三角煤的回收或复杂地质条件下采用综采提供了经验。     

含Fe、Mn酸性矿井水水质特征及处理工程实践

含Fe、Mn酸性矿井水是采煤过程产生的一种污染及危害极大的废水。本文介绍了毕节地区典型煤矿含Fe、Mn酸性矿井水的水质特征及处理工程实践。文中介绍的处理工艺处理效果达到相关排放标准及回用标准要求、投资省,值得推广和应用。     

新疆西准噶尔沙吉海地区地表形变时空特征分析及其环境意义

煤矿地下开采形成的采空区对地表工程和周围环境造成严重的破坏,造成沙吉海矿区周围生态脆弱,草场面积缩减。长期废弃的矿井由于不清楚地下开采情况及范围,所以难以进行有效治理。通过长时间大范围的采空区形变特征监测,对于地质灾害预防和治理来说具有重要意义。基于2017年3月19日—2019年12月22日73幅覆盖沙吉海矿区的Sentinel-1A影像,采用差分干涉测量短基线集时序分析技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)获取时序地表残余变形,此外通过克里金插值法获取了整个研究区完整的形变信息,监测到研究区平均变形速率在-148.44～38.05 mm/a,最大累积形变量达-1 418.42 mm。分别得到废弃采空区和正在开采矿井工作面的形变特征,正在开采煤矿采空区呈漏斗形变形,废弃采空区沉降呈多点分散形,变化不均匀。经过对沙吉海矿区详细的野外调查,验证了SBAS-InSAR结果的可靠性。最后,结合野外验证结果分析了煤矿采空区围绕沉降中心呈漏斗形演化的过程。研究成果可为老旧采空区治...     

基于模糊综合评价法的煤矿废弃油井风险分类及灾害防治技术

为有效评估煤油资源重叠区废弃油井对井下煤矿工作面开采造成的影响,以双马煤矿为具体研究对象,在分析废弃油井对煤炭开采的潜在危险基础上,综合考虑了油井因素、煤油水地层位置关系以及油井伴生气体因素三个方面,构建了8个废弃油井风险等级评价指标.采用层次分析法确定了各评价指标的权重,并建立了煤矿废弃油井风险等级分类模糊综合评价模型.针对不同风险等级的废弃油井制定了相应的防治方法和安全技术措施,在双马煤矿井下安全揭露了马探31、马探20等8口废弃油井.实际工程应用表明,所建立的废弃油井危害分类评价方法正确,相应的灾害防治技术得当,取得了较好的效果,为后期双马煤矿井田范围其他废弃油井的风险评价及制定防治技术措施提供了工程技术依据.