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水电站大管径流量测量研究

郭振业  
【摘要】:水电站原型机组效率试验,对于水轮机的综合特性鉴定、机组蜗壳流量系数K值率定、指导电厂优化经济运行具有极为重要的工程意义。水轮机过机流量的测量是水电站原型机效率试验中难度最大、测点最多的环节,流量测量的精度直接决定整个效率试验的成败和水平。本文以国网江西省电力公司柘林水电厂A厂一号改造后的机组为例,进行了水轮机原型效率试验,并结合真机试验、CFD模拟计算及模型试验对比,分析各测流方法的误差,全面评价了效率试验的结果。首先,对流速仪测流量的试验展开具体研究,主要从仪器选用、试验布置、及重要参数设定等方面介绍和分析了试验结果可能产生的误差。通过CFD模拟计算,重点分析了过流管道中弯折段对试验精度造成的影响,分析得到测流断面的速度分布会受到弯折段影响,但是最终的流量结果不受影响。结果表明流速仪法测流结果可作为柘林电厂A厂1号机组效率试验标准流量值。对超声波测流试验的声道布置、仪器选用,及结果处理等方面进行阐述。将超声波试验结果与流速仪试验结果进行对比,理论分析了两种测流结果产生相对误差的原因,并采用CFD模拟技术,计算流速仪试验装置对超声波测流结果造成的误差,与真机试验结果进行对比验证。分析表明超声波测流试验结果存在约为2.2%的误差,即流量值相对流速仪测流结果偏小2.2%,超声波测流试验的误差是由流速仪试验装置的干扰所导致。最后利用流速仪测得的流量率定本机组的蜗壳流量系数,利用流速仪所测流量和对应出力绘制机组不同水头下的效率-出力曲线。将真机试验结果与模型试验结果对比分析,效率试验结果符合机组设计特性要求,且91.249可作为本机组的蜗壳流量系数K值,更加全面地评价了本次效率试验结果的可靠性。柘林电厂A厂一号机组效率试验的成功,可为后续机组的改造效率试验的提供技术参考,同时为其它水电站的流量测量及计算工作提供宝贵的实践经验。


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