本文關(guān)鍵詞：燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以某電站單臺燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組為研究對象進(jìn)行穩(wěn)定性研究,探索找到引起機(jī)組振動的主要原因以及影響因素。在分析機(jī)組振動可能原因的基礎(chǔ)上,分別用模型試驗、真機(jī)試驗、數(shù)值分析三種方法來探尋其對機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的影響程度。在壓力脈動模型試驗中,測點(diǎn)位于尾水管進(jìn)口斷面約0.4倍轉(zhuǎn)輪直徑處,水平位置+X和-X兩個測點(diǎn),工況選為槳葉開度為24.9o和33.7o,水頭分別在3.1m、6.8m、7.68m、8.34m和10m 5個不同水頭所對應(yīng)的協(xié)聯(lián)工況點(diǎn)。模型試驗得到模型轉(zhuǎn)輪+X、-X測點(diǎn)的壓力脈動性能曲線,試驗結(jié)果表明各特征水頭段的壓力脈動雙振幅最大值小于設(shè)計要求7%,且最主要的水力振動為高頻的壓力脈動。真機(jī)試驗中,從水力因素、機(jī)械因素、電氣因素三個方面監(jiān)測并分析真機(jī)的振動。試驗包括:(1)8m水頭,不同開度下尾水管的壓力脈動;(2)軸系振動、擺度;(3)主軸彎曲;(4)主軸盤車;(5)主軸姿態(tài);(6)導(dǎo)軸承瓦間隙;(7)機(jī)組質(zhì)量不平衡;(8)磁拉力不平衡;(9)機(jī)組電氣參數(shù);(10)發(fā)電機(jī)空氣間隙;(11)轉(zhuǎn)子不圓度;(12)轉(zhuǎn)子磁極伸長影響因素;(13)轉(zhuǎn)子彈性和伸縮性。結(jié)果表明造成尾水管壓力脈動的主要原因是由轉(zhuǎn)輪與靜止部件間的動靜干涉所引起的;燈泡體+Y向存在由水力因素引起的低頻振動和由定子機(jī)座振動引起的高頻振動;轉(zhuǎn)輪室第一主頻為4X的低頻振動是由水壓力脈動引起的,狹縫射流是造成轉(zhuǎn)輪室貫穿性裂紋的主要原因;不平衡磁拉力對機(jī)組的振動影響較大;轉(zhuǎn)子磁極伸長主要受磁拉力的影響。流場分析計算中所有工況點(diǎn)的水頭都選在8m,計算包括定常計算和非定常計算兩部分,并將渦動力學(xué)診斷用于流場分析當(dāng)中。CFD分析結(jié)果表明,引起機(jī)組水力振動的最主要因素是轉(zhuǎn)輪與非轉(zhuǎn)動部件間的動靜干涉;在所算的工況中都存在尾水管渦帶,但它的振動強(qiáng)度不是很大;診斷出葉片對軸功率做負(fù)貢獻(xiàn)及發(fā)生流動分離的區(qū)域;診斷出引發(fā)流場不穩(wěn)定因素的各種旋渦,包括導(dǎo)葉進(jìn)口漩渦、導(dǎo)葉葉尖渦、導(dǎo)葉尾跡渦、葉片進(jìn)出口漩渦、葉片葉尖渦、葉片尾跡渦、尾水管卡門渦街及尾水管尾部的二次回流。最后,對三種研究方法的壓力脈動試驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析,確定了機(jī)組壓力脈動雙振幅最大值符合設(shè)計要求,得出在部分工況下模型水輪機(jī)壓力脈動的最主要原因是導(dǎo)葉、葉片和機(jī)組旋轉(zhuǎn)疊加引起的動靜干涉,真機(jī)的水壓力脈動的最主要原因是由轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)引起的動靜干涉。模型試驗的壓力脈動結(jié)果并不能完全說明真機(jī)壓力脈動的特性,但仍具有參考價值。CFD試驗在頻譜分析方面可以代替真機(jī)試驗,但其雙振幅最大值在本文中與模型試驗和真機(jī)試驗的結(jié)果有較大的誤差,尚需進(jìn)一步做工作加以驗證。
【關(guān)鍵詞】：燈泡貫流式 水輪發(fā)電機(jī)組 穩(wěn)定性 試驗 分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV734
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性的研究意義10
• 1.2 某水電廠已發(fā)生的穩(wěn)定性問題10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性12-14
• 1.5 穩(wěn)定性研究方法14-15
• 1.6 本文的主要工作和特點(diǎn)15-16
• 第2章 模型試驗16-24
• 2.1 試驗臺概述16
• 2.2 試驗參數(shù)定義16-17
• 2.3 能量試驗17-18
• 2.4 壓力脈動試驗18-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 真機(jī)穩(wěn)定性研究24-38
• 3.1 水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測及跟蹤分析系統(tǒng)24
• 3.2 真機(jī)穩(wěn)定性試驗內(nèi)容24-28
• 3.3 真機(jī)穩(wěn)定性試驗測試結(jié)果及分析28-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 燈泡貫流式水輪機(jī)CFD數(shù)值分析38-67
• 4.1 幾何模型的建立38-40
• 4.2 網(wǎng)格的劃分40
• 4.3 控制方程簡介40-42
• 4.4 數(shù)值計算方法42-43
• 4.5 渦動力學(xué)分析方法43-44
• 4.6 計算工況的選取44
• 4.7 定常計算結(jié)果及分析44-56
• 4.8 非定常計算結(jié)果及分析56-66
• 4.9 本章小結(jié)66-67
• 第5章 三種研究方法對比分析67-73
• 5.1 驗證機(jī)組雙振幅最大值是否符合設(shè)計要求67-69
• 5.2 探索部分工況引起模型機(jī)壓力脈動的最主要原因69-70
• 5.3 探索引起真機(jī)壓力脈動的最主要原因70-71
• 5.4 比較三種試驗結(jié)果的規(guī)律性71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論73-75
• 6.1 本文主要研究成果73
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)73-74
• 6.3 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

【相似文獻(xiàn)】

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