广东枫树坝水电站水轮机绝对效率试验及结论.pdf
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1、55第 46 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.46No.9Sep.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation1 工程概况枫树坝电厂位于东江流域上游干流,广东省 龙 川 县 赤 光 镇 梅 光 村 附 近,位 置 约 为 北 纬242454.04、东经 1152118.35。该电厂至河源市龙川县的路程约 60 km。电厂于 1974 年建成投产,是以防洪、供水和发电为主的综合利用工程。水库是一座不完全年调节水库。控制流域面积为 5 150 km2,水库最大库容19.4 亿 m3,设计正常高水位 1
2、66.00 m,对应库容为15.3 亿 m3。大坝为宽缝重力坝。坝内式厂房装设有两台混流式水轮发电机组,装机容量为 200 MW。枫树坝电站 2 号机组于 1974 年 11 月发电,原装机容量 80 MW,2009 年 5 月完成机组增容改造工作,改造后装机容量为 100 MW,引水钢管半径 R 为2.75 m;尾水管为 4H 加长型,横直管段矩形断面面积约60 m2(10 m6 m)。其主要参数如表1和表2所示。2 试验概述本研究需对广东枫树坝水电站开展水轮机绝对收稿日期:2023-06-26作者简介:刘 鹏(1990-),男,工程师,从事水电站水轮机运行与金属结构维护工作。广东枫树坝水电
3、站水轮机绝对效率试验及结论刘 鹏1,曾维强1,付志远2(1.广东粤电枫树坝发电有限责任公司,广东 龙川 517300;2.中国水利水电科学研究院,北京 100038)摘 要:广东枫树坝水电站经过一次增效扩容改造,因当时条件限制,改造后未开展机组原型效率试验,此次试验采用安装适应性强、复杂程度高、试验准确度高的流速仪法,针对电站 2 号机组的流道特点,分析流态对测量位置的影响,选取最优测量位置和方式,通过密布的流速仪传感器采集数据,开展计算分析,获取不同位置的流态分布,为原型设计与真机测流结果的比较和验证提供基础数据,通过开展原型效率试验获取真机运行综合特性曲线的数据,通过试验得到机组在不同水头
4、、不同运行工况下的过机流量,进而调节机组流量使其在高效率区间运行,提高机组运行稳定性和经济性。关键词:水电站;效率试验;流速仪法;水轮机流量中图分类号:TK730.7文献标识码:A文章编号:1672-5387(2023)09-0055-04D O I:10.13599/ki.11-5130.2023.09.017表 1 发电电动机主要参数机组参数单位数值发电电动机型号/SF100/44-8510额定容量MVA117.6额定电压kV13.8额定电流A4 922额定功率因数/0.85额定频率Hz50额定转速r/min136.4飞逸转速r/min280极数个44表 2 水轮机主要参数机组参数单位数值
5、水轮机型号/HLA835g-LJ-419最大水头m77额定水头m61最小水头m49水轮机额定出力MW88水轮机额定流量m3/s160.66额定点效率91.52额定转速r/min136.4飞逸转速r/min280转轮直径 D2mm4 190安装高程m89.3转轮叶片数片13导叶叶片数片24固定导叶数片12导叶高度mm1 02456第 46 卷水 电 站 机 电 技 术效率试验,试验项目如表 3 所示。表 3 水轮机绝对效率试验项目一览表水轮机绝对效率试验项目水轮机蜗壳压差的 WINTER-KENNEDY 系数流量与水头损失关系曲线水轮机出力与水头损失关系曲线水轮机效率与水轮机出力关系曲线导叶开度
6、与水轮机过流量关系曲线导叶开度与水轮机出力关系曲线机组有功功率与耗水率关系曲线试验水头下水轮机实测效率与设计值的比较本研究开展基于流速仪法的水轮机原型效率试验,具体内容包括:(1)根据 IEC 和国标规程的要求,分析不同流量测量方法的特点。对安装适应性强、复杂程度高的流速仪法设计一套适用的测量支架1。流速仪法采用的测量传感器较多,拟针对性的设计一种基于流速仪法的优化安装测量支架,既能保证足够的结构强度,又能够将支架本身对扰流的影响减到最小,从而获取充分而准确的流速数据。(2)选取适合的测试位置及采用最优的积分算法进行试验,控制测试误差最小。针对电站 2 号机组的流道特点,分析流态对测量位置的影
7、响,选取最优测量位置和方式。通过密布的流速仪传感器,开展计算分析,获取不同位置的流态分布,为真机测流结果的比较和验证提供基础数据。研究不同积分算法对流量及水轮机效率测量不确定度的影响,比较其误差分析结果,最终得到适合枫树坝水电站 2 号机组的流量积分算法。(3)采用流速仪法测量机组在试验水头下的流速分布,利用平均流速法计算机组流量,测量出工作水头与机组出力,最终计算出原型机组效率并率定机组 Winter-Kennedy 系数2。开展研究应用。与机组模型试验报告进行分析,为优化机组耗水率,提高机组经济运行水平提供基础数据支持。(4)分析试验数据和成果,出具试验及研究报告。分析测试数据,编制试验报
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