水泵水輪機(jī)MGV裝置協(xié)聯(lián)及性能研究.pdf

1、隨著抽水蓄能電站的裝機(jī)容量增加，對(duì)電站的核心部件水泵水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。但機(jī)組在啟動(dòng)、甩負(fù)荷等一些過(guò)渡過(guò)程中易進(jìn)入“S”曲線特性區(qū)域，機(jī)組在此區(qū)域中運(yùn)行狀態(tài)很不平穩(wěn)，易造成并網(wǎng)困難。雖現(xiàn)階段多使用增設(shè) MGV裝置（misaligned guide vanes，非同步導(dǎo)葉裝置）改善機(jī)組“S”特性，但在機(jī)組過(guò)渡過(guò)程中同步導(dǎo)葉與非同步導(dǎo)葉未能協(xié)聯(lián)，致使其機(jī)組振動(dòng)增加，運(yùn)行穩(wěn)定性降低。因此，本文通過(guò)對(duì)水泵水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)特性、動(dòng)力

2、特性以及壓力脈動(dòng)特性的研究，最終得出機(jī)組MGV裝置協(xié)聯(lián)特性性能的內(nèi)在規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)水泵水輪機(jī)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中不同工況點(diǎn)的研究發(fā)現(xiàn)，主要引起啟動(dòng)過(guò)程中機(jī)組振動(dòng)的原因是由于活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度較小，導(dǎo)致流過(guò)活動(dòng)導(dǎo)葉內(nèi)側(cè)流面產(chǎn)生附著渦，在活動(dòng)導(dǎo)葉內(nèi)側(cè)尾段有渦脫落的現(xiàn)象，使漩渦進(jìn)入無(wú)葉區(qū)，使其流動(dòng)復(fù)雜化。且流體通過(guò)活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí)相對(duì)速度與絕對(duì)速度間夾角減小，產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，使流體進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流速降低從而導(dǎo)致對(duì)轉(zhuǎn)輪沖撞作用加大，增加了流

3、體的水力損失。⑵無(wú)葉區(qū)壓力脈動(dòng)頻率與葉頻保持一致，活動(dòng)導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪前的無(wú)葉內(nèi)流區(qū)域的壓力脈動(dòng)與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)所引起的動(dòng)靜干涉有很大關(guān)系。對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中不同工況的壓力脈動(dòng)頻率，第一主頻與第二主頻的幅值隨著流量的增大而減小，且在同一工況下各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)主頻幅值變化程度相似。⑶通過(guò)對(duì)水泵水輪機(jī)加裝MGV裝置后無(wú)葉區(qū)壓力脈動(dòng)幅值變化的研究發(fā)現(xiàn)，MGV裝置對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定性有一定的影響，在其他同步導(dǎo)葉開(kāi)度開(kāi)至16mm（a0=32.6%，其中a0為相對(duì)開(kāi)度，定

4、義為該活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度與最大活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度的比值），MGV裝置預(yù)開(kāi)活動(dòng)導(dǎo)葉至24mm（a0=48.9%）時(shí)對(duì)機(jī)組振動(dòng)具有減緩作用。當(dāng)機(jī)組其他同步導(dǎo)葉開(kāi)度分別開(kāi)至19mm（a0=38.7%），MGV裝置導(dǎo)葉開(kāi)度為24mm時(shí)對(duì)機(jī)組振動(dòng)影響較小。當(dāng)其他同步導(dǎo)葉開(kāi)度開(kāi)至22mm（a0=44.8%），MGV裝置導(dǎo)葉開(kāi)度為33mm（a0=67.3%）時(shí)機(jī)組無(wú)葉區(qū)壓力脈動(dòng)幅值相對(duì)較小。⑷通過(guò)對(duì)機(jī)組的內(nèi)流特性與壓力脈動(dòng)特性研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí) MGV裝置的