关键字:转桨水轮机 "管""洞"结合相关站中站:水轮机
巴西曾以"水电立国"策略解决能源问题,美国国家水力发电协会今又指出:"解决美国对更清洁、更可靠能源需要的方案,不在于采用任何单一科技,而是在于制定一个权衡的能源计划,实现减少对国外能源依赖、增加供电可靠性、提供清洁大气、考虑环境保护等多个目标。现在是实事求是地审视水电、支持有成本效益的水电开发,确保水电成为21世纪的一种能源构成的时候了。不重视开发水电这一国内的、可再生、清洁、可靠的能源,将是一种政策失误,美国子孙后代将因此而受到影响"。我国把"西电东送"列为21世纪四大工程之一,体现了党和政府能源政策的光辉,而西部水力发电是"西电东送"的唯一亚绿色低成本源泉与可持续不竭源泉;应指出"绿色风能" 发电功率=1/2×Cp×ρk×Vw3×A,式中Cp为功率系数,ρk为空气的密度(单位为kg/m3),Vw为风速(单位是m/s),A是转子扫过的区域面积(单位为m2),实用型风力涡轮
2、我国水轮机的出力公式我国水轮机教科书及设计手册都千篇一律地把水轮机出力公式记为N=9.81QHη(kw),无疑式中9.81是重力加速度取值,它源于前苏联水能权威Ф.Ф古宾教授著作《水力发电站》,此书1949年在我国翻译发行,1981年又再版。"9.81"正是俄罗斯山区的重力加速度取值,与俄罗斯国情相吻合。而我国北京g值为9.8,长江三峡为9.7935,同时考虑纬度与海拔高程的影响,估计大西南水电基地的重力加速度值只有9.79左右,与9.81差约0.2,这对小水电是可忽略的,但对于大型及巨型水电厂就不容忽视了,例如溪落渡装机12500MW,其0.2就是25MW,竟是一座中型水电站的出力,故在水轮机选型计算中应考虑站址处重力加速度值变化(尤其是大、巨型水电厂),水轮机出力公式为:N=gbQHη(kw)式中N-----水轮机出力(kw);gb-----水电厂房处重力加速度值(m/s2);Q-----水轮机过机流量(m3/s);η-----水轮机总效率
J.J.图马研究员曾给出g值的算法,我们自己也可根据地球自转对重力的影响(主要是纬度和海拔高程)推出下式:
gф=9.78049(1+0.0052884sin2ф-0.0000059sin22ф)gb=gф-0.00000286Δ(Δ≤4000米,吻合我国大西南水电基地)
式中ф----厂房处纬度;Δ----所设计水力发电厂水轮机安装高程
3、变“尾水洞”为“管”“洞”结合
我国立式反击型水轮机泄水部件多采用4H与4C型标准尾水管,与其说是尾水管,倒不如说是“尾水洞”,因为它系钢筋混凝土浇筑而成,与大地结合紧密,只不过其直锥段用钢板衬护(H大于200米时要求弯肘段也用钢板衬护),一旦形成就不能移动与搬移了,我们能看到的只是一个“洞”而已。若转轮需要检修,就只好把转动部分撑起,从
4、水轮机附属装置的改进
4.1紧急真空破坏阀其作用是甩负荷时减小下游尾水返冲力和抬机高度,有强迫式与自吸式两种,但存在原理性缺陷:强迫式真空破坏阀由调速环下斜块速压而动作,阀之出气位置处顶盖下转轮室四周压力较高区,不易向转轮室内进气;自吸式真空破坏阀动作时已形成大真空度,加之水击波在t=(2×25~2×50)/1000=0.05~0.1秒后返回,入气位置虽佳仍进气极少,属“亡羊补牢”之法;两段关闭导水叶法只能略微减轻而不能消除转轮室-尾水管段水击,对解决大Kz值的机组抬机几乎无效。故应采用自动阀门控制压缩空气在甩负荷时不延时立即补入,使补气量约等于由于导水叶关闭造成的水流量减少值,详见文献[4],用可编程控制器PLC实施PID控制效果更佳,见文献[5]。
4.2十字架补气与短管补气它们的作用是防止尾水管压力脉动与空腔气蚀,但要尽量减少补气管对转轮出水的阻碍,为此,宜把补气管的横断面由圆形改为扁状,扁面与轴面流向相切,这样对水流轴向流动阻碍很小,而对尾水管水流旋转运动阻碍很大,将更有效地起着破坏涡带的作用。
参考文献[1]国内水电站主要数据汇编.1987年,南宁[2]湖南省水利水电厅.中小水电站技术数据手册.1996年(再加入大站.新站)[3]程良骏.水轮机(M).机械工业出版社,1981年[4]朱文杰.水轮机防抬措施探讨.水利水电技术.水利电力出版社,1994.9[5]朱文杰.用PLC根治水力机组甩负荷抬机.中国水利水电市场(ISSN1684-4696),2005.6作者简介:朱文杰(1965-),男,湖南长沙人。1985年华中科技大学电力系毕业,中国管理科学研究院终身研究员、水力发电学会会员,2003年7月载入《共和国专家成就博览(世纪珍藏版)》(ISBN7-80024-605-1),E-mail:zwj@csust.edu.cn。
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