收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大型水轮机空化在线监测与分析——方法及应用研究

史会轩  
【摘要】: 空蚀是破坏水轮机设备、降低水轮机效率的主要因素,在水轮机运行中难以避免。人们较早就开始了对空化空蚀进行研究,但由于水轮机中的空化空蚀问题本身复杂、牵涉多个学科,一直是人们研究的热点与难点。在对当前空化研究现状和发展趋势广泛调研的基础上,结合葛洲坝电厂大型轴流转桨式水轮机的特点,通过理论与实践相结合,开展了水轮机空化在线监测与分析方法研究。 在对国内外水轮机空化空蚀研究成果全面综述的基础上,总结了轴流转桨式水轮机空化空蚀机理、类型和发生部位,分析了空化空蚀的影响因素及其外在特性,根据在线监测实时性、可靠性和无损性的要求,充分借鉴现有监测方法,在与机组运行工况关联的基础上,确定采用声波探测方法在线监测水轮机空化状态,同步监测空化超声波和噪声,有利于及时准确地评估空化状态;根据水轮机结构、空化源、水流稳定性、传感器信号接收特性以及传感器安装的方便性与可靠性,对传感器进行了精心地布置;并结合传感器特性、信号传输和现场应用,设计了一种高可靠性可编程信号调理器,与传统的信号调理器相比,具有带宽可编程选择、放大倍数可灵活调整、可靠性高等优点。 传统监测系统仅进行了信号采集和信号特征量提取,主要依靠离线分析方法进行水轮机状态评估。根据水轮机系统构成及其行为关系模型,结合现场试验规程和专家经验,将机组正常运行过程视为试验过程:在机组正常运行过程中,自动辨识运行工况,模拟人工试验,利用“记忆”功能自动进行性能变化趋势分析;并对各种工况下机组运行时间进行了统计,为优化机组运行提供依据;此外,结合葛洲坝电厂机组特点,研究了综合空化强度的计算方法,间接反映水轮机空蚀水平,并在现有研究的基础上,阐明了空蚀水平评估中应注意的问题。 针对葛洲坝电厂监测需求,设计并开发了基于声波探测的水轮机空化在线监测与分析系统,包括现地单元和移动工作站。现地单元对水轮机空化状态进行在线监测与分析,而移动工作站是便于用户离线数据分析以及设置与操作现地单元的平台。鉴于机组运行工况对水轮机空化的影响,为了在减少冗余度条件下捕获全面的水轮机状态信息,提出了自适应数据采集和存储机制,采集周期随机组运行工况的变化而变化,数据存储中同时考虑了机组运行工况和信号指标量变化;为了保证数据可靠性,对传感器状态进行了检测;采用了工况同步与时钟同步技术,以便准确地开展机组状态综合分析与评估。 为建立水轮机空化信号特征知识库,结合水轮机失效模式和空化影响因素,设计并开展了水轮机模型试验和现场试验;深入研究了基于小波包分解的频带分析技术,结合水轮机空化信号的特点,归纳了适合于空化信号分析的小波基函数应具有的特点,提出了区域小波包分解方式,提高了计算效率,并将该技术成功应用于模型试验结果分析,获取了空化信号时域幅值调制特性和频域能量分布特性随空化系数变化的关系;通过现场试验结果分析,提取了空化声信号特征波形,分析了机组运行时间对水轮机空化的影响。 经过系统长期在线运行,获取了大量的水轮机空化特征知识,分析了水轮机空化随有功、水头变化特性以及特定工况下水轮机空蚀随机组运行时间的变化特性,并利用模型试验的分析结果成功解释了其中的一些现象。 自2005年10月份以来,基于声波探测的水轮机空化在线监测与分析系统先后在葛洲坝电厂6台机组成功应用,已初具规模,监测和分析结果很好地描述了水轮机空化状态,为优化水轮机运行、指导水轮机状态检修提供了有力的依据,对于促进水轮机空蚀研究有着十分重要的现实意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴次光;按比转速选择水轮机[J];水力发电;1984年09期
2 王敏;;魏家堡水电站水轮机技改扩容增效的实践[J];陕西电力;2011年01期
3 李长君;郑国良;;青山殿水电站水轮机经济运行分析[J];小水电;2008年03期
4 王琳;张巍;陈向日;;龙颈水电厂水轮机效率测试研究[J];广东水利电力职业技术学院学报;2006年02期
5 范华秀,赵健全,孙京忠;东江水电厂机组效率试验实时测量[J];水力发电;1991年12期
6 张法思,朱建和;虹吸式进水口水电站机组甩负荷飞逸过渡过程分析[J];水力发电;1990年05期
7 习华勇;王娜;石祥钟;;水力机组运行工况实时监储系统设计研究[J];水利水电技术;2010年04期
8 佟文敏;小型水电设备的技术更新改造[J];水力发电;1988年02期
9 胡杰;;提高小水电站经济运行手段——以老石坎水库电站为例[J];小水电;2009年05期
10 杨新华;吴利国;刘秀良;;双调水轮机最优协联测试系统的研究与设计[J];水力发电;2011年04期
11 邹石林;;水轮泵站的技术改造[J];排灌机械;1989年01期
12 邹石林;;水轮泵站效率分析及技术改造的原则和方法[J];机电技术;1989年02期
13 梁政;;轴流转桨式水电机组作定桨运行[J];水电站机电技术;1990年03期
14 李贤庆;陆桂婉;孙京忠;;原型水轮机的效率试验与研究[J];河海大学学报(自然科学版);1991年03期
15 汤浩明;;高水头、大变幅电站机电设备的运行[J];贵州水力发电;2008年01期
16 李燕;;基于LabVIEW及MATLAB的水电站优化运行设计[J];福建建筑;2011年03期
17 陈嘉谋;;转桨式水轮机桨叶最佳调节[J];华北水利水电学院学报;1980年01期
18 莫浩麟;;浅谈小水电站的技改措施[J];江西水利科技;2006年03期
19 王煜;田斌;;对水轮机导叶最优关闭规律的探讨[J];三峡大学学报(自然科学版);2007年02期
20 单鹰;水轮机动态效率的初步探讨[J];大电机技术;1981年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
2 吴晓晶;混流式水轮机非定常流动计算和旋涡流动诊断[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 苏江帆;水轮机气蚀监测与诊断系统研究[D];华中科技大学;2012年
2 詹巧月;水轮机活动导叶与转轮协联工况数值预测[D];华南理工大学;2013年
3 齐立伟;贯流式水轮机转轮模型试验[D];长春理工大学;2012年
4 颜士杰;高效灯泡贯流式水轮机开发[D];华南理工大学;2011年
5 金阳;基于数值模拟的长短叶片混流式水轮机流场研究[D];昆明理工大学;2009年
6 李福兰;基于流速仪法的水轮机效率测试仪[D];华中科技大学;2012年
7 刘海滨;长输管线耦合发电系统水轮机参数选择及过渡过程分析[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 赵弦;水轮机效率测试系统研究[D];华中科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978