于偉

摘 要 本文主要就水電站水輪機(jī)模型的驗收試驗，展開了相關(guān)的分析與研究工作，首先就模型試驗臺的標(biāo)定予以了詳細(xì)的介紹說明，進(jìn)而針對水輪機(jī)驗收試驗展開了深入的研究，結(jié)合本次研究，最終提出了一些具體的驗收指標(biāo)，主要包括了效率驗收、水輪機(jī)出力以及流量驗收、空化、壓力脈動、補(bǔ)氣、導(dǎo)葉水力矩、圓筒閥以及其它相關(guān)驗收指標(biāo)。最終希望借助于本次研究的內(nèi)容，能夠為水電站水輪機(jī)模型的驗收試驗，提供一些實際的指導(dǎo)幫助。

關(guān)鍵詞 水電站 水輪機(jī)模型 驗收試驗 圓筒閥

中圖分類號：TK730.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會的整體用電需求正在急劇攀升，而傳統(tǒng)的火力發(fā)電存在諸多的弊端問題，因此大力發(fā)展水電項目已經(jīng)成為滿足我國社會用電需求的重要舉措內(nèi)容。然而在水電站項目的建設(shè)過程當(dāng)中，水輪機(jī)的設(shè)計施工至關(guān)重要，因此對水輪機(jī)采取模型驗收試驗便具有十分重要的作用與價值，能夠十分有利地促進(jìn)水輪機(jī)的設(shè)計合理性，據(jù)此下文之中將首先就模型試驗臺的標(biāo)定，進(jìn)行簡要的介紹，而后主要對水輪機(jī)驗收試驗的具體指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1模型試驗臺標(biāo)定

在本次水輪機(jī)模型的驗收試驗當(dāng)中，所采用的模型試驗臺具備有水頭、流量以及力矩等多方面參數(shù)的原位率定系統(tǒng)，經(jīng)過了國家相關(guān)權(quán)威檢測部門的檢驗，符合模型試驗臺的標(biāo)準(zhǔn)要求。其對于水輪機(jī)模型效率的檢測誤差率，可被控制在低于0.25%的范圍之內(nèi)。在試驗實施之前，應(yīng)當(dāng)對水頭傳感器、電磁流量計、力矩傳感器等相關(guān)測量儀器，要予以原位率定，并在試驗結(jié)束之后對電磁流量實行二次審核，對于模型誤差通常存在于兩方面的原因，其一為設(shè)備與試驗臺之間的率定差；其二為在最佳工況環(huán)境下，模型效率存在有一定的隨機(jī)性誤差。

2水輪機(jī)驗收試驗

2.1效率驗收

在水輪機(jī)的效率驗收當(dāng)中，本次試驗所采取的水頭為30m，時間60s。對于模型水輪機(jī)的最佳工況位置選取了10個采集點，并給予了相應(yīng)的實際運算工例，經(jīng)過運算最終求得模型的最佳效率值為 mMax=96.14%，其所對應(yīng)的原型機(jī)最佳效率 pMax=97.12%，同初次試驗的最終所得數(shù)據(jù)基本相符，確保了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求，在原型機(jī)當(dāng)中最佳的工況點為：HP=205.2m，開度75%，出力P=558.54MW。

2.2水輪機(jī)出力以及流量驗收

對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)中的10個水頭出力保障值采取了見證試驗，原型水頭HP=166.2m～216.8m，在水頭204.6m以及205.8m之時，試驗的驗收功率值相對于保障值較低，其他功率值則均符合保障值的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3空化

空化情況最初出現(xiàn)在螺旋槳葉當(dāng)中，水輪機(jī)當(dāng)中的空化情況在出現(xiàn)了一段時期的發(fā)展之后，其葉片的繞流狀況則會變差，因而也就直接導(dǎo)致了水力矩的降低，使得水輪機(jī)的功率出現(xiàn)明顯的降低，電能轉(zhuǎn)化的效率從而也就會降低。由于空化情況的產(chǎn)生，無法避免地將會在水輪機(jī)當(dāng)中的過流部件上產(chǎn)生出空蝕情況，這將會直接影響到水輪機(jī)組的正常運轉(zhuǎn)。加強(qiáng)水輪機(jī)的空蝕能力目前已成為了相關(guān)機(jī)械設(shè)計與日常維護(hù)人員關(guān)注的重心，應(yīng)當(dāng)對此引起足夠的重視。在空化試驗當(dāng)中通常包含了空化觀測，與外特性兩方面的試驗內(nèi)容。

2.4壓力脈動

在水輪機(jī)的整體運轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)在空化系數(shù)中采取壓力脈動試驗。試驗的水頭高度為30m。首先在壓力脈動試驗的檢測點位置布設(shè)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)于蝸殼進(jìn)口、頂蓋及轉(zhuǎn)輪上冠間、肘管的上下游進(jìn)出口及其凹凸處，分別布設(shè)檢測點。其次在導(dǎo)葉開度的選取當(dāng)中，以此選取了12～28mm之間，每間隔1mm選取一點，HP=167m～217.3m之間的8個特征水頭采取了驗收試驗，其結(jié)果同初次試驗所得數(shù)據(jù)大致相同，壓力脈動值基本符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求，未出現(xiàn)較高部分的負(fù)荷壓力脈動。

2.5補(bǔ)氣

借助于模型試驗來明確自主補(bǔ)氣的必要性，以及探尋減少尾水管的壓力脈動及其相關(guān)位置的載負(fù)荷，以促使水輪機(jī)能夠正常平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。試驗的水頭為20m，在空化系數(shù)條件下，補(bǔ)氣試驗采用了壓力脈動最大位置處，以及在額定功率的最大值50%之時，采取中心孔補(bǔ)氣與邊緣壁壘補(bǔ)氣措施，檢測布設(shè)點位置選取與椎管之下的0.3D2、以及肘管上端45€壩胂露？5€按?。?/p>

2.6導(dǎo)葉水力矩

在導(dǎo)葉開度9～28mm之間，測量水輪機(jī)模型的運轉(zhuǎn)力矩?？捎谖仛さ乃膫€象限之中測定導(dǎo)葉力矩的運轉(zhuǎn)狀況。同時為了測量不同導(dǎo)葉間在不同步的情況下，產(chǎn)生的水力不平衡狀況，應(yīng)當(dāng)測定導(dǎo)葉在獨立運轉(zhuǎn)情況下，同相鄰導(dǎo)葉間的力矩大小。

2.7圓筒閥

通過對于圓筒閥的測量，能夠顯示出圓筒閥對于靜態(tài)力所產(chǎn)生的影響，導(dǎo)葉的實際開度大小對于靜態(tài)力所造成的影響。對于圓筒閥的測量共選取了9～28mm之間共8個導(dǎo)葉開度，并對于不同開度情況下的軸向拉力予以了測量，在驗收試驗當(dāng)中選用了HP=250m，4個導(dǎo)葉開度，以及6個圓筒閥開度進(jìn)行了測量。

3結(jié)語

綜上所述，在水電站水輪機(jī)模型的驗收試驗當(dāng)中，首先需對模型試驗臺的標(biāo)定予以確認(rèn)，而后在驗收試驗的結(jié)果證實，水輪機(jī)的效率驗收、水輪機(jī)出力以及流量驗收、空化、壓力脈動、補(bǔ)氣、導(dǎo)葉水力矩、圓筒閥以及其它相關(guān)驗收指標(biāo)均滿足了設(shè)計的需求，同工程合同當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)要求也基本吻合，因此在實際水電站水輪機(jī)的建設(shè)當(dāng)中，可采用該模型水輪機(jī)進(jìn)行相關(guān)的建設(shè)施工。最終希望通過本文的分析研究，能夠為相關(guān)的水電站水輪機(jī)建設(shè)提供一些參考、借鑒。

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