水泵水輪機(jī)泵工況開停機(jī)過程導(dǎo)葉小開度區(qū)特殊流態(tài)研究.pdf

1、水泵水輪機(jī)在運(yùn)行過程中工況轉(zhuǎn)換頻繁，在工況轉(zhuǎn)換過程中保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的。近年來，在某些抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)開停機(jī)過程中，當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)葉開度很小時(shí)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和異常噪音。為了找出引起這種不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因，論文對(duì)水泵水輪機(jī)泵工況開停機(jī)過程小開度區(qū)出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究。
　　論文以天荒坪電站水泵水輪機(jī)為研究對(duì)象，建立了從蝸殼進(jìn)口至尾水管出口的三維全流道幾何模型，以電站全系統(tǒng)過渡過程計(jì)算結(jié)果為邊界條件，運(yùn)用動(dòng)網(wǎng)格

2、技術(shù)對(duì)其開停機(jī)過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究，定量分析了開停機(jī)過程中特殊流態(tài)的形成機(jī)理和流動(dòng)規(guī)律。研究表明，導(dǎo)葉間的主流會(huì)隨著開度的變化在兩種流態(tài)之間偏轉(zhuǎn)。即在常規(guī)流態(tài)（Ⅰ型流態(tài)）與特殊流態(tài)（Ⅱ型流態(tài)）之間變化。在開機(jī)過程中，當(dāng)開度非常小時(shí)，主流呈現(xiàn)Ⅱ型流態(tài)，隨著開度的增大，主流開始從Ⅱ型流態(tài)向Ⅰ型流態(tài)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)開度繼續(xù)增大時(shí)，主流呈現(xiàn)Ⅰ型流態(tài)。在停機(jī)過程中，當(dāng)開度較大的時(shí)候，主流呈現(xiàn)Ⅰ型流態(tài)，隨著開度減小，主流開始從Ⅰ型流態(tài)向Ⅱ型流態(tài)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)開度

3、繼續(xù)減小，主流呈現(xiàn)Ⅱ型流態(tài)。
　　在周向不同導(dǎo)葉之間，流態(tài)偏轉(zhuǎn)的開度和偏轉(zhuǎn)時(shí)間略有不同，但趨勢(shì)一致。開機(jī)過程和停機(jī)過程流動(dòng)的偏轉(zhuǎn)過程也有差異，停機(jī)過程流動(dòng)偏轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，主流在偏轉(zhuǎn)過程中會(huì)往復(fù)擺動(dòng)。主流的偏轉(zhuǎn)會(huì)引起導(dǎo)葉周圍流場(chǎng)的劇烈變化，使得活動(dòng)導(dǎo)葉水力矩發(fā)生突變，引起導(dǎo)水機(jī)構(gòu)產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪音，研究結(jié)果與電站開停機(jī)過程小開度區(qū)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果相吻合，揭示了水泵水輪機(jī)開停機(jī)過程中導(dǎo)水機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的原因。
　　通過分析活動(dòng)導(dǎo)葉在開