国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx

基于流量模型的水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)

2018-08-29 12:03:02程遠(yuǎn)楚郭欣然
中國農(nóng)村水利水電 2018年8期
關(guān)鍵詞:水輪機(jī)水頭開度

尚 欣, 程遠(yuǎn)楚, 安 浩, 郭欣然

(1.水力機(jī)械過渡過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430074;2.武漢大學(xué) 動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院,湖北 武漢 430074)

0 引 言

效率是評(píng)價(jià)水電機(jī)組性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一[1],隨著水輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造水平的提高,其最高效率可達(dá)95%以上。水輪機(jī)投入運(yùn)行后,由于運(yùn)行條件的變化,將導(dǎo)致水輪機(jī)運(yùn)行偏離高效區(qū);且隨著時(shí)間的推移,在同樣的工況下機(jī)組效率也可能降低。若水輪機(jī)長(zhǎng)期在低效區(qū)運(yùn)行,會(huì)造成嚴(yán)重的振動(dòng)和空蝕破壞,從而導(dǎo)致水輪機(jī)性能變差,致使任何工況效率均降低;此外,若在同一工況下水輪機(jī)效率降低,則表明水輪機(jī)的性能已劣化,可能需采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)及處理措施。因此,開展水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)與評(píng)估具有重要的價(jià)值。一方面,水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)可以了解機(jī)組的運(yùn)行狀況,為檢查水輪機(jī)工作性能以及狀態(tài)檢修提供一定的指導(dǎo)[2],對(duì)水電廠的安全運(yùn)行具有重要意義。另一方面,水電機(jī)組效率在線監(jiān)測(cè)可以給水電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度提供重要的參考依據(jù)[3]。

水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)有多種不同的實(shí)現(xiàn)方法,但無論何種方法,均需實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)有功功率、水輪機(jī)工作水頭、水輪機(jī)流量[4,5]。其中,發(fā)電機(jī)有功功率大多采用高精度的功率變送器測(cè)量。水輪機(jī)工作水頭是先通過測(cè)量相關(guān)的參數(shù),然后根據(jù)伯努利方程計(jì)算得到,包括勢(shì)頭、壓頭和速頭三部分。勢(shì)頭的測(cè)量取在水輪機(jī)進(jìn)口處的壓力表或者壓力傳感器的中心高程,壓頭的測(cè)量取水輪機(jī)進(jìn)口處壓力表或者壓力傳感器的讀數(shù)并把此讀數(shù)換算成以“kPa”為單位的壓頭值,這兩部分測(cè)量均為成熟的技術(shù)與方法,而速頭的測(cè)量需要通過測(cè)量斷面的流量除以該斷面的面積得到該斷面的平均流速,再與相應(yīng)地速度分布不均勻系數(shù)計(jì)算得到,此時(shí)需知道水輪機(jī)的流量大小[6]。水輪機(jī)流量的測(cè)量目前主要有超聲波測(cè)流法和蝸殼差壓法。其中,超聲波測(cè)流法設(shè)備投資較高,技術(shù)比較復(fù)雜,使用要求相當(dāng)嚴(yán)格[7];蝸殼差壓法的蝸殼流量系數(shù)不易確定,且必須在原型效率試驗(yàn)中確定[6]。在許多實(shí)際系統(tǒng)中,受條件限制,這些測(cè)流條件達(dá)不到,導(dǎo)致流量無法準(zhǔn)確測(cè)量。本文擬分析水輪機(jī)流量與水輪機(jī)相關(guān)特征參數(shù)的關(guān)系,建立水輪機(jī)流量與特征參數(shù)的關(guān)系模型;探討一種通過測(cè)量與流量相關(guān)的特征參數(shù)的水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)與評(píng)估方法。

1 水輪機(jī)流量模型與效率監(jiān)測(cè)

在水力發(fā)電過程中,水輪機(jī)出力為:

Pt=9.81QHηt

(1)

發(fā)電機(jī)出力為:

PG=PtηG

(2)

由式(1)、式(2)可得:

PG=9.81QHηtηG=9.81QHη

(3)

式中:Pt為水輪機(jī)出力;PG為發(fā)電機(jī)有功功率;ηt為水輪機(jī)效率;ηG為發(fā)電機(jī)效率;η為水電機(jī)組效率;Q為水輪機(jī)流量;H為水輪機(jī)工作水頭。

由式(1)、(2)、(3)可定義能量模型E為η=E(PG,Q,H)。根據(jù)能量模型,水電機(jī)組效率η可通過測(cè)量發(fā)電機(jī)有功功率、水輪機(jī)工作水頭以及水輪機(jī)流量求得。其中發(fā)電機(jī)有功功率以及水輪機(jī)靜水頭(不包含速度水頭的工作水頭H1)可由引言中所提方法測(cè)得。當(dāng)水輪機(jī)流量測(cè)量受條件限制無法采用超聲波測(cè)流、蝸殼差壓等方法時(shí),本文提出一種流量模型F來計(jì)算流量。

在正常條件下,水輪機(jī)靜水頭以及開度一定時(shí),通過水輪機(jī)的流量是確定的,記為Q=F(H1,Y)。通過分析水輪機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中所得的歷史數(shù)據(jù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù),可建立流量與靜水頭和開度的函數(shù)關(guān)系。由此,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水電機(jī)組靜水頭與導(dǎo)葉開度,可以計(jì)算出當(dāng)前運(yùn)行工況下水輪機(jī)的流量,并由式(3)計(jì)算出水電機(jī)組效率。

水輪機(jī)流量效率監(jiān)測(cè)過程如圖1所示。由當(dāng)前實(shí)測(cè)靜水頭和導(dǎo)葉開度,根據(jù)流量模型F計(jì)算出流過水輪機(jī)的流量,然后利用伯努利方程G計(jì)算得到水輪機(jī)工作水頭,再結(jié)合已測(cè)得的發(fā)電機(jī)有功功率,通過能量模型E得出機(jī)組效率,進(jìn)而得到當(dāng)前水輪機(jī)相對(duì)效率ηt。為了便于對(duì)效率變化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估,應(yīng)將ηt和對(duì)應(yīng)的H、Y存入歷史數(shù)據(jù)庫,這樣可以通過同一水頭、同一開度下的ηt的比較,評(píng)估水電機(jī)組的運(yùn)行狀況。

圖1 流量效率監(jiān)測(cè)過程Fig.1 Flow and efficiency monitoring process

2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)基于流量模型的水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)方法,設(shè)計(jì)了水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)主要由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊、參數(shù)設(shè)定模塊、流量與效率計(jì)算模塊、歷史數(shù)據(jù)模塊、關(guān)系曲線模塊、狀態(tài)評(píng)估與報(bào)警模塊等模塊構(gòu)成。

(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊。效率試驗(yàn)需要采集大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),包括水輪機(jī)進(jìn)口處壓力P1、尾水管出口壓力P2、導(dǎo)葉開度Y、發(fā)電機(jī)有功功率PG。

(3)流量與效率計(jì)算模塊。本模塊的主要功能是計(jì)算分析現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。根據(jù)已經(jīng)確定的水電機(jī)組的特定參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)通過流量效率監(jiān)測(cè)過程的程序模塊計(jì)算分析,得到水輪機(jī)不同工況下的流量與相對(duì)效率。

(4)歷史數(shù)據(jù)庫模塊。建立與水輪機(jī)效率相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)庫,儲(chǔ)存水輪機(jī)不同開度、不同水頭以及對(duì)應(yīng)的流量、相對(duì)效率。

(5)關(guān)系曲線模塊。提取歷史數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù),繪制效率監(jiān)測(cè)曲線,包括24h的相對(duì)效率實(shí)時(shí)變化曲線、不同開度下相對(duì)效率隨水頭變化曲線、不同水頭下相對(duì)效率隨開度變化曲線。

圖2 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of system module

2.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

監(jiān)測(cè)過程如圖3所示。

圖3 水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)流程Fig.3 Efficiency monitoring process of hydropower unit

具體步驟如下:

Step1:分別測(cè)量P1、P2、Y、PG;

Step2:由P1、P2、Z1、Z2分別計(jì)算水輪機(jī)進(jìn)出口的壓頭和勢(shì)頭,可以得到水輪機(jī)靜水頭H1;

Step3:根據(jù)Q=F(H1,Y)的關(guān)系,由Step1、 Step2得到的Y、H1計(jì)算得出水輪機(jī)流量Q;

Step4:根據(jù)Step3得到的Q,再結(jié)合引言中所提速頭的計(jì)算方法得到水輪機(jī)進(jìn)出口的速頭;

Step5:由Step2 和Step4得到的水輪機(jī)進(jìn)出口壓頭、勢(shì)頭和速頭,利用伯努利方程計(jì)算水輪機(jī)工作水頭H;

Step6:根據(jù)Step3和Step5得到的Q、H,由PG=9.81QHη可以計(jì)算出水電機(jī)組效率η,再由η=ηtηG計(jì)算得出水輪機(jī)相對(duì)效率ηt,并將ηt、Q以及對(duì)應(yīng)的H、Y存入歷史數(shù)據(jù)庫;

Step7:通過不同的H、Y在歷史數(shù)據(jù)庫查找任意工況下水輪機(jī)相對(duì)效率ηt,并繪制效率監(jiān)測(cè)曲線;

Step8:通過效率監(jiān)測(cè)曲線的變化趨勢(shì)評(píng)估水輪機(jī)的運(yùn)行狀況。

圖4給出了某電站機(jī)組在不同開度與水頭下的效率監(jiān)測(cè)曲線。

圖4 效率監(jiān)測(cè)曲線Fig.4 Efficiency monitoring curve

圖4中曲線分別為前一時(shí)段H等于73、84、96、113 m時(shí)水輪機(jī)相對(duì)效率隨著開度變化的關(guān)系曲線。紅色圓圈代表H=73 m,a=50%時(shí)的當(dāng)前相對(duì)效率。從圖中可以看出當(dāng)前運(yùn)行得到的相對(duì)效率略低于前一時(shí)段效率關(guān)系曲線中該點(diǎn)的相對(duì)效率。

3 結(jié) 語

本文建立了水輪機(jī)的流量模型,并基于流量模型設(shè)計(jì)了水電機(jī)組效率監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng),為水輪機(jī)流量效率監(jiān)測(cè)與評(píng)估提供了一種新的途徑。利用該系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組的相對(duì)效率,并可通過與相同工況下歷史數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行機(jī)組狀態(tài)的評(píng)估,為水電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行與安全運(yùn)行提供了參考與指導(dǎo)。

猜你喜歡
水輪機(jī)水頭開度
水輪機(jī)過流面非金屬材料的修復(fù)及防護(hù)
玉龍水電站機(jī)組額定水頭選擇設(shè)計(jì)
小水電(2021年6期)2021-12-15 02:00:06
大中型水斗式水輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)
掘進(jìn)機(jī)用截止閥開度對(duì)管路流動(dòng)性能的影響
增大某車型車門開度的設(shè)計(jì)方法
北京汽車(2021年2期)2021-05-07 03:56:26
燃燒器二次風(fēng)擋板開度對(duì)爐內(nèi)燃燒特性的影響
水輪機(jī)虛擬仿真動(dòng)畫制作的研究
泵房排水工程中剩余水頭的分析探討
水輪機(jī)過流部件改造與節(jié)能增效
溪洛渡水電站機(jī)組運(yùn)行水頭處理
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
耒阳市| 石门县| 宁河县| 那坡县| 大田县| 江北区| 佛坪县| 永登县| 越西县| 安吉县| 白银市| 墨脱县| 德州市| 昆山市| 韩城市| 永吉县| 鹿泉市| 黄骅市| 凤阳县| 右玉县| 建平县| 安溪县| 黔西| 广宗县| 铜山县| 桦南县| 南开区| 神木县| 将乐县| 合阳县| 临城县| 义马市| 马山县| 江阴市| 琼结县| 汾西县| 沛县| 普陀区| 吉安市| 新乡县| 宣恩县|