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分析水泵工况的过渡过程及抽水工况的压力脉动性能

  发表时间:2017-07-05 10:48   来源: 未知   TAG标签: 自动化发电机组   点击:126次
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一、电站及机组参数

试验在白云蓄能机组上进行,电站位于白云电站二期工程的上游侧,为地下式厂房。利用白云水库为上库,已建的红石水库为下库.共安装两台立轴可逆式机组,主要功能是抽水,兼具发电功能。白云蓄能电站参数及机组参数见表1。

二、试验测点的确定

转轮与导叶之间和尾水管是水泵水轮机的两个关键位置,在华全管道泵工况下,转轮出口水流与导叶、固定导叶之间撞击会产生较大的压力脉动,尾水管中复杂的、特殊的流态也是产生压力脉动的主要原因。据此,在转轮与导叶间测压点和尾水管测压点分别安装了一只压力脉动传感器来测量压力脉动。另外,在蜗壳进口和尾水管出口安装压力传感器,根据测量值和机组运行工况计算机组水泵工况的扬程。

三、试验结果分析

白云机组水泵工况采用压水起动操作方式,用压缩空气将转轮室的水位压下,使转轮在空气中旋转,以降低起动转矩,防止机组启动电流过大。在此次试验中,对7号机的水泵启动至抽水工况进行了全程连续的采集,每一个文件采集l0s,共计16.5min。其中注气压水起动约为90s,排气充水、造压过程约为30s,开导叶至进行抽水工况约为100s。华全水泵厂对每一个文件的压力脉动进行计算,将压力脉动值换算为米做为纵坐标,时间为横坐标画图分析。图1和图2为水泵启动至正常抽水工况过程中,两个压力脉动测点的压力脉动值。

在图1和图2中①部分,机组处于20%额定转速,在此阶段机组两处测点的压力脉动平稳。此时进行各电压回路和电流回路的检查,选择此转速是因为如果发生电气短路事故,对设备不会造成较大的危害。在20%额定转速下检查无异常情况下,才可逐渐升转速至额定转速。

在图1和图2②部分,机组进行注气压水启动,将尾水管的水面压至转轮以下,转轮在空气中旋转加速。进行注气压水启动的初始,转轮与导叶间的压力脉动有很大的阶跃。并且在注气压水起动的过程中,转轮与导叶间的压力脉动仍有较大的波动。并且,由于仍有少量的水通过导叶漏入转轮室,对转轮与导叶间的压力脉动会造成少量的影响。尾水管的压力脉动测点处于尾水管处的肘管位置,始终位于水中,从结果看尾水的压力脉动保持平稳的状态。

在图1和图2中③部分,转轮室的压缩空气排出,尾水管内水面逐渐上升。从图1和图2中看出,在短暂时间内,随着空气的排除,转轮与导叶间的压力脉动呈现逐步下降的趋势,尾水管内的压力脉动比较平稳。

在造压的工况中,转轮室内的空气基本排尽,转轮内的水流突然连成一体,机组在瞬间达到了关闭扬程,由于导叶是关闭的,在尾水管内形成了强烈的回流,这一过程很剧烈、迅速。从图1和图2中的④可以看出,压力脉动值突然有很大的阶跃,并且在此过程中处于较大波动的状态。顶盖与转轮间的压力脉动在水流瞬间完全充满转轮室后也存在一个阶跃,但相比尾水管处较小,并且波动较小。

在转轮室完全充水后,机组打开导叶,华全水泵进行扬水,在此之前,蝶阀已经完全打开,这种操作使得导叶在开启过程中所承受力矩的波动较小。从试验结果可以看出,进入正常的抽水工况后,尾水管内的压力脉动较小,导叶与转轮间压力脉动要大些。从图1和图2中可以清晰地看出,在正常的抽水工况,尾水管内的压力脉动值不超过2%,导叶与转轮间的压力脉动在2%3%之间。

四、结论

对转轮与导叶之间、尾水管处在水泵工况中的压力脉动进行了测量和初步分析,根据试验结果,建议导叶在空气完全排空之前进行开启,以避开较大的压力脉动,尽量使得造压过程平稳进行。在正常抽水工况中,由于水流与导叶、固定导叶的撞击,会产生较大的压力脉动,应防止此压力脉动与机械部件产生共振。

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