古田电站混流式水轮机导叶密封的设计改进

该文主要阐述山美水电站15万kw混流式水轮机导叶漏水的原因分析及处理,供同行参考。

通过几个电站混流式水轮机的现场水压脉动检测试验发现,在机组额定出力的20%～30%范围内出现过水系统整体(蜗壳进口、顶盖、尾水管)水力共振,频率为转频的1～1.4倍,严重地影响机组稳定运行。将在实际工程试验中遇到的有关混流式水轮机水力振动及相关问题解决方法进行介绍。

介绍混流式水轮机导水机构在制造过程中需要注意的几个问题,以及为了保证质量而采取的措施。

通过一例水中尸块的法医学检验,将水电站水轮机叶片对尸体的机械力碎尸与人力碎尸进行比较、区别,以积累类似案件的检验经验。

在混流式水轮机导水机构全关闭时,由于导叶上、下端面间隙值的存在而产生的漏泄水流作用所造成的机组不能关停机的问题(尤其是在高水头作用下更加明显),已引起人们重视。本文着重分析其影响,并探讨其解决途径。

利用cfd数值模拟计算,为冷却塔中代替风扇电动机的混流式水轮机选择合适的导叶叶型。经过相同导叶开度和相同流量两种情况下不同导叶形式的模拟计算和对比分析,得出了负曲度导叶叶型性能最优,效率比其他两种导叶叶型的水轮机高0.22%～2.75%,确定其为该水轮机的导叶叶型,从而达到了在冷却塔中使用混流式水轮机代替风扇电动机的目的。

1 混流式水轮机安装作业指导书 1、混流式水轮机安装工艺流程图 2、作业方法及要求 2.1施工准备 2.1.1熟悉图纸及制造厂的技术资料，了解设备的结构特点、技术要求及 施工准备 尾水管里衬拼装 座环、基础环组装及安装 蜗壳挂装及安装 机坑里衬、接力器里衬安装 机坑测定与座环、基础环加工 导水机构予装 转轮与主轴整体吊入机坑 导水机构安装 机组联轴、轴线调整 主轴密封及水导轴承安装 辅助设备及管路安装 起动试运行 尾水管里衬砼浇筑 座环、基础环支墩砼浇筑 蜗壳支墩砼浇筑 机组二期砼浇筑 尾水管里衬安装 蜗壳拼装 2 工艺要求。 2.1.2根据工程特点，结合现场的具体情况，编制施工技术措施。 2.1.3对施工人员进行技术交底。 2.1.4临时工装、器具制作，施工工器具准备。 2.2尾水管里衬拼装与安装 2.2.1作业方法 2.2.1.1根据尾水管到货设备的具体情况（若为

从水轮机选型设计的主要内容、所必需的资料及主要参数选择等几个方面简述了小型水电站混流式水轮机的选型设计,探讨了混流式水轮机选型设计应注意的问题,为小型水电站混流式水轮机的选型设计及研究提供参考。

介绍了混流式水轮机蜗壳的设计和结构特点。

近年来，我国大力扶持国内小水电增容改造，很多小水电制造企业都从中尝到了其中甜头，面对即将来临的新一轮的小水电市场的增容改造，这对于国内新建中、小水电站日趋饱和，水电市场不景气的大环境下，各个中、小水电设备制造厂家都想通过国家的一系列政策措施来摆脱目前企业所面临的困境，可改造是把双刃剑，效益很高，可机组改造所需要考虑的比新机组要多得多，一旦改造失败就会面临失去客户的信任，失去庞大的小水电改造市场。

采用混合物空化模型对混流式水轮机的内部流场进行了数值计算,得到了大流量工况、最优流量工况、小流量工况水轮机的内部流动特性。计算结果表明:在大流量工况和小流量工况下,尾水管中心截面的低压区与涡带是相对应的,压力脉动的幅值主要受尾水管涡带直径两端压力差的影响,其尾水管进口段左右两侧以及弯肘段附近均有较大的漩涡区域,造成较大的能量耗散,尾水管内有明显的回流现象,水轮机内部流动比较紊乱。

结合藏木水电站高比转速水轮机参数优化项目,通过cfd分析,对模型水轮机的蜗壳、尾水管、转轮等水力过流部件进行了全面优化设计。通过模型试验验证,藏木水电站水轮机水力性能研究达到了预期目标,cfd分析结果与模型试验结果基本吻合,为高比转速转轮的水力性能优化提供参考。

通过混流式水轮机全流道的定常流动数值模拟,研究混流式水轮机内部尤其是尾水管在不同工况下的流动特点,目的在于探明引起混流式水轮机内部流动不稳定的真正原因。计算结果表明,引水部件的流动,蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈,周向分布不均匀,但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称。转动部分的流动,小开度低单位转速时,较小的导叶出流角,使转轮叶片头部受到撞击,叶片上横向流动和背面的叶道涡严重,转轮出口靠上冠处有回流和横向流动,泄水锥下方回流严重;大开度时,转轮进出口流态都得到改善。尾水管内,小开度时,锥管中心回流严重,大部分水流流向外缘,受肘管的影响,锥管和肘管内部形成两个涡流区,主流流经支墩左侧,右侧较为紊乱;最优开度时,尾水管内部水流流线顺畅,支墩两侧水流平稳性基本一致;大开度时,尾水管主流向锥管中心聚拢,经过肘管的转弯时,出现很多局部的旋涡流动,支墩右侧水流相对平稳,而左侧较为紊乱。研究结果为压力脉动测量位置的选择提供理论依据。

空化是一种具有较大破坏性的水力学现象,亦是威胁水轮机安全稳定运行的常见因素,以民治水电站混流式水轮机的d568-f17模型水轮机为例,对其进行能量试验,根据能量试验结果,选择合适的工况进行模型空化试验,并根据空化试验结果预期原型水轮机的空化特性。试验结果表明,原型水轮机的最高效率、额定效率和加权平均效率均满足水电站合同文件的相关技术要求;同时额定工况临界空化系数、初生空化系数亦满足水电站合同文件的相关技术要求。

混流式水轮机磨蚀严重的部位是叶片背面出口边靠近下环处、下环内外表面等。根据黄河水流的特性和对磨蚀规律的分析,水轮机的磨蚀防护一般采取聚氨酯涂层防护、高速氧燃喷漆碳化钨防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等综合措施,取得了一定的效果。

1 工业冷却塔用混流式水轮机技术 一、技术名称：工业冷却塔用混流式水轮机技术 二、适用范围：化工、冶炼、轻纺等行业有重力势能可利用的机械通风式冷却塔的改造 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 目前的工业循环冷却系统耗电现状是：每座冷却塔的塔顶都装有一台电动机，用来 驱动风筒内部的风叶转动，一座4500t/h流量的冷却塔电机年耗电量约为175万kwh， 耗能折合612tce。 四、技术内容： 1．技术原理 水轮机的工作动力来自循环冷却水系统水的重力势能以及循环水泵的富余扬程，工 作时保证冷却塔的技术参数，而且循环水泵的能耗不变。水轮机的输出轴直接与风机连 接并带动其转动，取消了原电机驱动风机系统，节约了电能。 2．关键技术 1）利用循环水余压驱动水轮机，替代电机； 2）转速比为50的超低比速混流式水轮机，效率提高至88%以上，并将原双列循环形 导流叶栅改为

通过某水电站2台混流式水轮机现场振动、噪声试验,对1#机组运行时出现异常噪声的振源进行查找,同时采用锤击法对水轮机蝶阀层压力钢管进行固有频率测试。分析发现,某种水力激振频率与压力钢管的固有频率在92%以上负荷区域运行时发生耦合并引起压力钢管共振,是导致异常噪声的主要原因。在此基础上提出了活门出水边修型以及加装蜗壳进人门孔导流板的处理方案,最终通过改善流道环境,使水力激振频率得到大幅提高,并降低了涡列能量,起到了很好的错频消振效果。研究表明:通畅的流道环境对于有效避免由于水力激振或涡列振动引起的结构共振问题具有重要意义。

水压式端面密封方式是目前中小型水轮机常用的主轴密封机构。因各电站具体的水头、水质存在差异,在机组运行过程中,应根据现场情况合理调整冷却水压力,避免密封胶垫烧损。

针对传统的混流式水轮机转轮叶片设计方法(如保角变换法)设计周期较长,且不易实现叶片模型制作的状况,通过给定速度矩方程对叶型骨线方程进行逐点积分,并由包角的误差分析对速度矩方程的系数进行修正,实现叶片正面型线的设计,在叶片正面计算流面上使用导出的最大流面厚度公式直接进行叶型加厚,得到水轮机叶片的背面叶型.文中同时给出了各部分的数学分析数值计算表达式,并用cad系统进行叶片木模图的绘形.从得到的木模图可以看出,用该方法设计更为优化,能较好地体现设计要求,并符合实际转轮叶片的形状,确保了计算和造型的准确性,可用来进一步实现水轮机的整体水力性能分析.由于模型是数值生成,故结合相应的机械加工程序,可实现叶片木模的数控加工.

天生桥一级电厂为引水式电厂,装机容量为4×300mw,设计水头111.00m。水轮机型式为混流式,型号为hl630-lj-577.5。发电机为半伞式,型号为sf300-44/12440,额定转速为136.4r/min,额定电压为18kv,额定电流为10997a,

本文介绍了为解决龚嘴电站水轮机存在的异常噪声问题所进行的cfd分析、模型试验和真机实测。理论分析和模型及真机试验结果表明,噪声产生的根源在于水轮机空载和低负荷运行时转轮的叶道涡。通过不同补气方式的模型和真机试验研究,最终找到了消除噪声的最佳解决方案,并在电站成功实施。

水轮机在停机状况下,导叶各部间隙会发生严重漏水现象,造成水资源极大浪费及导叶本身严重空化。国内外现采用增加筒阀或球阀的方式解决漏水问题,但成本太高。本文介绍的导叶密封设计新颖独特,且结构简单,具有完全密封止水的作用。