论水电厂水轮机检修方式及能量问题

本文论述水电厂水轮机能量指标与水轮机检修质量的关系，指出加强水轮机设备检修管理、提高检修质量是充分发挥水力发电机组能量效益的基础。通过实例说明水轮机能量特性是衡量水电机组检修质量的重要指标之一，各个水电厂应根据各自的实际情况尽快出台和制定能量指标下降及恢复程度的检修标准，并将此工作纳入规范化管理。     

混流式水轮机外特性与几何尺寸的关系研究

水轮机外特性主要受其几何尺寸影响,但目前尚没有探明水轮机外特性与其几何尺寸之间的关系式,在水轮机一维流动理论中无法采用水轮机几何尺寸信息对其外特性进行预测。本文在水轮机流量调节方程的基础上结合能量守恒定律建立了混流式水轮机的一维数学模型,得到了流量特性与力矩特性的显式表达式,可有效预测水轮机外特性曲线,并通过与实测数据的比对验证了该模型的正确性。文中提出的水轮机外特性曲线预测方法在水电站初步设计、过渡过程计算中混流式水轮机特性曲线延伸等领域具有重要的理论意义和实用价值。     

冷却塔专用水轮机过流能力的近似计算

冷却塔水轮机工作在串联有压水流系统中,其过流特性直接影响到冷却系统的冷却效果,而水轮机自身流道参数是影响水轮机过流能力的主要因素之一。从冷却塔水轮机的工作特点出发,提出了根据水轮机流道参数来估计其过流能力的近似计算公式,并用现场试验结果验证了近似公式的正确性。     

三峡电站引进机组水轮机的性能特点

三峡电站是世界上最大的水电站 ,其水轮机与一般电站的水轮机相比在性能方面具有很多特点。本文通过工作范围、能量特性、汽蚀及磨损、运行稳定性、出力大小等几个方面的比较 ,介绍了三峡电站水轮机的性能特点     

矩形潮流能水轮机性能研究

为了有效地利用潮流能,设计了一种适合于中低流速、容易实现大型化的新型潮流能发电转换装置——矩形潮流能水轮机.基于矩形水轮机的设计,采用数值模拟的方法,分析了密实度、叶片安装摆角、流速等参数对水轮机性能的影响,并对叶片间流场扰动进行了研究.结果表明:叶片数(密实度)和叶片安装方式对矩形水轮机的获能特性和推力特性产生较大影响,通过调节叶片数和安装摆角可以改善水轮机的能量利用效率;来流是影响矩形水轮机工作性能的外在因素,在叶片数和安装摆角确定的情况下,来流不仅可以改变矩形水轮机的工作速比区间,而且还直接影响着矩形水轮机的功率、推力特性;叶片在迎流面和背流面体现出不同的水动力特性,叶片在背流侧的能量捕获能力明显低于在迎流侧的,迎流侧叶片对流场的扰动是一种负面效应.     

用代数应力紊流模型预估水轮机转轮内部三维流场

以三峡水轮机组转轮内部流动研究为背景,基于雷诺时均方程和代数应力紊流模型,采用贴体坐标和交错网络系统,用ＳＩＭＰＬＥＣ算法对一比转速为２４０的混流式水轮机模型转轮内部三维紊流进行了数值模拟,得出了设计工况的流场特性,并初步分析了转轮的汽蚀和能量特性。结果表明,研制的程序可作为水轮机组转轮内部流场分析、数值试验和性能预估的工具。计算结果可为改进和优化转轮设计提供有益的参考资料。     

转轮叶栅参数对贯流式水轮机性能的影响

从理论上系统地介绍了贯流式水轮机转轮叶栅几何参数中栅叶稠密度，叶的相对扭角，转轮叶片数和叶片厚度对不轮机性能的影响，并结合在同一试验台上所做的四套贯流式转轮的能量特性试验成果进行了分析和比较，得出叶栅参数对水轮机性能的影响的规律，为以后开发低水头水力资源提供了转轮设计的依据。     

水轮机流场可视化系统设计

根据水轮机结构特点，开发了模块化、人机对话式的三维水轮机流场可视化系统。对固定导叶、活动导叶、蜗壳、转轮及尾水管五大部件设计了相应的数据存储格式、数据处理系统、功能模块、用户界面和图形编辑系统。系统管理采用命令文件树结构的设计方法，使开发和使用具有灵活方便的特点。水轮机流场可视化系统实现了对水轮机各过流部件的流场特性、效率特性、空蚀特性及水流稳定性的图形显示功能。     

低比转速径流式水轮机的流动研究及设计

非常规水轮机通常采用低比转速径流式，这种型式水轮机在国民经济建设各领域的应用越来越多，但人们对这种水轮机的研究还很少．因而针对这种水轮机如何确定流量很小等特殊条件下的导水部件型式，以及如何正确地认识导水部件内部及其到转轮前的流动状况等关系到设计参数的实现和能量性能优劣的问题，进行了理论分析、流动模型假设、结构设计，并选择了若干种方案进行能量试验验证．试验结果表明：作者采用的导水部件及流动模型是合理的，设计方案是正确的，为同类水轮机的研究、设计作了有益的探讨．     

一种新型压缩空气与抽水复合储能系统的热力学分析

为解决可再生能源发电系统存在的能源输出间歇性和波动性等问题,基于热力学定律和能量梯级利用的原则,提出一种兼具压缩空气储能技术和抽水蓄能技术特点的新型压缩空气与抽水复合储能系统。首先建立了该系统的热力学模型并使用自编程序进行了热力学分析,重点针对水轮机工作时间、储气洞穴最低压力、各主要设备效率、压气机机组和透平机机组压比分配对系统热力学性能指标的影响进行了研究。结果表明:系统的能量效率随储气洞穴最低压力的升高而升高,随水轮机工作时间增加先升高后降低,在水轮机工作时间为1.5h的工况下达到最高值;提高透平机的等熵效率是提升系统能量效率的最有效途径;通过对压气机机组和透平机机组的各段压比进行优化,系统的能量效率可达到71.82%。研究结果可为该系统的工程应用提供重要的理论依据。     

计算流体动力技术在水轮机优化设计中的应用

介绍了CFD技术在水轮机优化设计中的应用现状，提出了求解速度场和压力场的一种方法，论述了以三维流场的数值计算结果为基础，进行水轮机性能预测及能量损失分析的方法．并通过一尾水管的流场计算，给出了运用CFD技术计算所得的轴面流场分布图，印证了用计算机模拟代替模型试验的可能性．     

轴流式水轮机轴向力的试验研究

介绍了模型试验中轴向力的测定、轴流式机组轴向力的一般变化规律、下游水位和机组顶盖补气对轴向力的影响等。提出了导叶全关时机组的负轴向力与下游水位的关系可按费洛德数相等进行原模型换算；机组甩负荷时，顶盖补气能有效地减小抬机力和转速升高；以及在数值计算中应以模型实测轴向力特性为基础建立数学模型计算水轮机动态过程中轴向力的变化规律才能有足够的精度，否则将造成较大的误差而无实用价值。     

液压传动型风能发电装置的马达速度特性

针对液压传动型风能发电装置的马达转速恒定输出问题,从提高风力发电机输出电压稳定性的角度出发,应用AMESim-Simulink联合仿真的方法,建立了风机模型、定量泵-变量马达液压系统数学模型,并应用模糊控制策略,定性地研究了该风力发电系统液压马达速度输出特性.研究结果表明:该新型发电系统在原理上可行;用液压系统取代传统的传动系统,通过调节模糊控制器,可实现马达稳定的速度输出,从而有利于提高发电机电压的稳定性.该研究内容为提高新型风力发电系统设计品质提供了参考依据.     

尾水管水力振动的监测与故障判断

从模型及真机试验结果出发，叙述混流式水轮机一般的水力故障形式，研究了尾水管的水力振动特点及振动随运行工况而变化的情况，介绍了以压力脉动频率及幅值作为特征参量对尾水管进行振动监测及故障判断的方法。     

液压系统节能和提高工效的措施

针对液压系统工作过程中存在的各种能量损失及这些能量损失所带来的危害。提出了提高液压系统节能与工效的主要措施，包括提高液压系统动力装置的效率，设计新的或改进液压系统，控制液压设备的泄漏，提高液压油的洁净度，采用新型控制元件及新型高水基液压油等。     

三峡水电站主厂房振动分析

在三峡水电站水轮机模型试验中，发现存在一个特殊压力脉动区，压力脉动幅值超过标书的规定，可能会对厂房振动产生不利影响。为此进行了主厂房整体模型的振动分析数值模拟，研究了主厂房的固有振动特性并进行共振复核；研究了机墩结构在各种动力载荷作用下的振幅和应力；利用动力法计算厂房在水力激励作用下的振动反应，根据国内外有关振动规程，对振动加以评价，为厂房动力设计和运行控制提供科学依据。     

基于Simulink的水轮机动态仿真模型研究

采用基于Matlab的Simulink仿真工具箱建立了水轮机非线性模型、线性化模型和水轮机经典模型.重点描述了基于插值计算的水轮机非线性模型的建立过程,详细介绍了利用最小二乘法求解线性化模型中传递系数的方法.并对水轮机调节系统进行了动态仿真试验,比较研究了不同模型的适用范围,认为利用最小二乘法拟合所获的线性化模型对各种研究工况具有较好的适应性.     

伺服液压缸压下系统动态特性测试方法研究

拥有良好性能的伺服液压缸在液压行业的应用日趋广泛,探索液压缸性能的检测方法有着实用意义。针对某大型钢厂的液压压下伺服系统进行无负载测试,开发了研究伺服液压缸闭环频域响应特性的计算机辅助测试系统。实践证明此测试方法操作简单,测试结果准确,有广泛应用前景。     

水轮发电机组闭环开机特性仿真及优化

针对水轮机转轮叶片裂纹现象,从水轮机调速器的开机规律对转轮的影响角度出发,建立计入非线性环节的电液随动系统模型和基于模型综合特性曲线的水轮机模型,分析按一段直线规律变化的闭环开机特性,提出了考虑水轮机工作水头偏差等因素的综合性能指标,并基于该指标对某水电站机组开机过程进行仿真优化。结果表明,按综合指标优化得到的闭环开机过程有优越的动态性能,减少了开机规律对转轮的影响。     

泄洪洞基本水力特性基研究

以西岁兴水库泄洪洞水工模型试验为基础,对泄洪洞的泄流能力、流速分布、流态以及泄洪洞出口挑流消能等水力特性进行了研究,为类似的水利工程设计和建设提供了借鉴。