8张河湾电站水泵水轮机模型验收试验及主要水力性能分析
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水轮机模型验收验规程Code for model acceptance testsof hydraulic turbinesGB/T 15613—1995目次1 主题内容与适用范围2 引用标准3 术语和符号4 模型验收试验台5 模型水轮机组6 模型验收试验保证值的验证7 模型验收试验各种参数测量及误差8 模型验收试验程序9 模型验收试验组织及负责事项附录A临界气蚀系数的确定(补充件)附录B水的密度、重力加速度、水银密度、汽化压力(参考件)附加说明本规程参照采用国际标准IEC 193《水轮机模型验收试验国际规程》(1965年版)、IEC193A《水轮机模型气蚀验收试验国际规程》(1972年版)和IEC 193ANo.1《水轮机模型验收试验国际规程的修正》(1977年版)。
1 主题内容与适用范围本规程规定了水轮机水力性能模型验收试验的内容、方法和原则。
本规程适用于包括混流式、轴流式、斜流式及贯流式等反击式水轮机的模型水力性能试验,不涉及水轮机的结构、强度及其他方面的问题。
冲击式水轮机可作参考。
本规程规定的验收试验项目有:水轮机能量特性(包括效率和输出功率特性)、气蚀特性、飞逸转速特性。
水压脉动特性验收试验项目。
用户提出如力特性、补气试验等上述以外的试验项目,可由双方协商决定。
2 引用标准GB/T 15468-1995水轮机基本技术条件3 术语和符号3. 1 流量 discharge Q每秒钟流过给定断面的水的体积。
3.2 水轮机流量 turbine discharge Q每秒钟流过水轮机的水的体积。
3.3 额定流量 rated discharge Q r水轮机在额定水头、额定转速下发出额定功率时所需要的流量。
3. 4 单位流量 unit discharge Q’1;在1m净水头下,转轮直径为1m时水轮机所通过的流量。
3.5 过流面积 sectional area A与水流方向相垂直的过水断面面积。
3. 6 水轮机进口面积 inlet measuring section of turbine A1 指蜗壳或贯流式水轮机进口商定的断面面积。
张河湾抽水蓄能电站上水库渗流观测张利军;刘占海;刘凤成;胡五星【摘要】主要对张河湾抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板堆石坝和上水库进出水口的渗流观测资料进行分析,并结合上水库大坝的运行工况及其他相关观测资料分析整个上水库的渗流情况.【期刊名称】《大坝与安全》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P35-38,47)【关键词】张河湾抽水蓄能电站;上水库;渗流观测【作者】张利军;刘占海;刘凤成;胡五星【作者单位】中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京,100024;中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京,100024;中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京,100024;中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京,100024【正文语种】中文【中图分类】TV698.1张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上。
上水库位于下水库左岸的老爷庙山顶,采用开挖筑坝围库而成。
水库坝顶高程812 m,库顶坝轴线长2 846.088 m,坝顶宽8.0~10.0 m,上游坝坡1∶1.75,下游坝坡1∶1.5,最大坝高(坝轴线处)57 m,正常蓄水位为810 m,死水位为779 m,工作水深31 m,总库容789.0万m3,调节库容717.5万m3。
库盆采用沥青混凝土面板全库盆防渗,总防渗面积34.5万m2。
目前工程已进入运行阶段。
上水库渗流观测主要包括:渗透水压力观测、渗流量观测和测压管水位观测三部分。
到目前为止,大部分观测设备运行正常。
上水库共布置59支渗压计,其中坝基布置12支、面板基础布置40支、进出水口布置7支;坝基和库岸边坡布置17根测压管;库底排水廊道内布置了22座量水堰。
上水库监测平面布置见图1。
上水库共布置59支渗压计。
其中12支安装于坝基基岩上,主要监测坝基浸润线;40支安装于沥青混凝土面板基础碎石垫层料内,主要监测面板排水及渗漏情况;7支安装于上水库进出水口周边结构缝,主要监测结构缝渗漏和排水情况。
16第43卷 第12期2020年12月Vol.43 No.12Dec.2020水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 引言张河湾电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上,距井陉县城公路里程45 km,距石家庄市公路里程77 km。
该电站总装机容量为1 000 MW,安装4台单机容量250 MW的单级混流可逆式水泵水轮机组。
张河湾电站配置1套静止变频启动装置(SFC)系统,位于地下厂房附属用房,由输入/输出开关、输入/输出变压器、变频单元、控制单元、保护单元及辅助单元等几部分组成。
其中,SFC输入变压器器由法国Celduc Transfo公司生产,于2007年12月投入运行,已投运12年。
2 故障现象2018年9月19日13:30:00进行SFC系统输入变预防性试验,发现输入变压器低压侧星形绕组直流电阻相差超标,不满足标准要求。
2018年9月19日14:30:00通知运维负责人及班组负责人,为排除试验接线、仪器差异等问题,试验人员使用不同型号变压器直阻仪复测2次,3次试验数据计算差值均超过8%。
根据Q/GDW 11150 -2019《水电站电气设备预防性试验规程(发布版)》7.1.6绕组直流电阻要求:“相间互差不大于2 %(警示值)”,张河湾电站SFC 输入变直阻试验数据超过规程要求。
3 原因分析(1)为了分析缺陷原因,张河湾电站运维人员对历次试验数据进行了对比,见表1~4。
表1 2008年SFC输入变直阻出厂试验(FAT)数据相别测量值/mΩ相差/%结论ao 1.0363.81超过规程规定的2 %bo0.998co 1.010表2 2014年SFC输入变直阻试验数据相别测量值/mΩ相差(试验数据与出厂数据偏差)/%结论ao 1.0312.949 不合格bo0.964co0.979表3 2015年SFC输入变直阻试验数据相别测量值/mΩ相差(试验数据与出厂数据偏差)/%结论ao 1.0292.776 不合格bo0.964co0.968表4 2018年SFC输入变直阻试验数据相别测量值/mΩ相差(试验数据与出厂数据偏差)/%结论ao 1.1035.18不合格bo 1.039co 1.012收稿日期: 2020-09-23作者简介: 金清山(1990-),男,助理工程师,从事抽水蓄能电站运行维护与检修工作。
50第43卷 第12期2020年12月Vol.43 No.12Dec.2020水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station0 引言张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上,距井陉县城公路里程45 km,距石家庄市公路里程77 km。
该电站总装机容量为1 000 MW,安装4台单机容量250 MW的单级混流可逆式水泵水轮机组。
电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统和地面出线场、下水库拦河坝及拦排沙工程等组成。
电站建成后接入冀南电网,在系统中承担调峰、填谷、调频、调相及事故备用任务。
张河湾抽水蓄能电站机组投入运行以来,厂房楼板结构一直存在强烈的振动和噪声。
本文针对张河湾电站现场实际情况进行分析,望对其他抽蓄电站能有一定的参考意义。
1 原因分析经专家现场调查认为:张河湾抽水蓄能电站厂房振动、噪声强烈程度比较高,对设备和结构安全存在很大的隐患。
2012年张河湾公司组织武汉大学和河海大学相关专家进行了关于厂房结构振动分析的研究,研究结果表明目前厂房强烈振动的振源是来自于蜗壳内频率为100 Hz的脉动水压力,脉动水压力一部分通过蜗壳直接向厂房传递;一部分通过水轮机主轴、顶盖向上传递给推力轴承机架,再传递给机墩风罩及厂房结构。
经水科院在现场进行的测试可知,主机间楼梯共振剧烈,部分部位振级超出标准规定的建筑物振动安全限值,其中振动最厉害的母线层至水轮机层楼梯中间平台处振动强度已远远超出了GB 50706-2011《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》和GBZ 1-2002《工业企业设计卫生标准》规定的卫生限值。
为保证此楼梯稳定和通行安全,需对其进行加固处理。
2 处理过程2.1 加固工程施工方案2.1.1 工艺流程钢材复验→钢材矫正→放样号料→切割下料→组装成型→部件焊接→变形矫正→划线钻孔→喷砂除锈油漆→结构验收→提议安装→浇筑混凝土2.1.2 钢板实施方案楼梯两侧各层楼板之间,上游侧增设混凝土立柱,外包10 mm厚钢板,断面外轮廓尺寸400 mm×400 mm;上游侧立柱间楼梯平台板下设断收稿日期: 2020-09-23作者简介: 赵 钰(1992-),男,助理工程师,从事水工建筑物运维及环保管理工作。
水泵水轮机的流场模拟及性能分析水泵水轮机是利用水流对水轮机叶片的推力来转动轴的设备,也是水力发电站中一个重要的组成部分。
随着数值模拟技术和计算机处理能力的提高,目前越来越多的工程领域在设计开发过程中采用了计算流体力学(CFD)技术来对流场进行模拟和分析。
本文将介绍水泵水轮机的流场模拟及性能分析,希望有助于读者对该领域有进一步的了解。
1. 水泵水轮机的基本原理水泵水轮机是由水轮机和水泵两个组成部分组合而成的设备。
水轮机是将水的动能转换为机械能的设备,可用于发电或提供动力。
水泵则是将机械能转化为水的动能,将水从低处输送到高处。
水泵水轮机在水力发电站中的作用是将水的能量转换为机械能,以驱动发电机发电。
2. 水泵水轮机的流场模拟在水泵水轮机的设计过程中,优化流场是一个很关键的环节。
借助CFD技术,可以模拟水泵水轮机在不同工况下的流场特征和流量分布等参数。
这些模拟结果可以用来指导设计优化和性能预测。
2.1 模拟方法通常,水泵水轮机模拟采用的方法是数值模拟。
数值模拟分为两个主要步骤:离散化和求解。
离散化是指将连续的流场离散化为小的单元,将研究对象看作由许多小的单元组成的整体。
而求解则是在每个单元中求解出湍流流动中的方程组,最终得到整个流场的性质。
2.2 模拟结果通过模拟,可以得到水泵水轮机的流量、速度、压力分布以及水力损失等参数。
这些参数是优化设计和性能预测所必需的,可以用来评估水泵水轮机的性能,指导后续改进。
3. 水泵水轮机的性能分析水泵水轮机的性能是指它在不同条件下的输出功率和效率等参数。
通过实验和数值模拟可以得到水泵水轮机的性能参数,评估其性能并改进其设计。
3.1 性能参数水泵水轮机的性能参数包括流量、扬程、效率、功率等。
流量是指单位时间内通过水泵水轮机的水量,扬程则是从低处输送至高处时,在水泵水轮机内产生的流动压力差。
而效率则是将水的能量转化为机械能的比例。
3.2 性能分析性能分析通常是通过实验和数值模拟方法来进行的。
张河湾抽水蓄能电站岩壁吊车梁混凝土裂缝控制分析[摘要] 岩壁吊车梁是利用锚杆将钢筋混凝土吊车梁锚固在岩壁上的一种结构物。
张河湾抽水蓄能电站岩壁梁以其內实外光的施工质量领先于国内技术水平。
本文作者就岩台开挖、锚杆安装、配合比设计、混凝土浇筑以及保温养护等施工的控制措施进行了全面的说明。
[关键词] 张河湾抽水蓄能电站岩壁吊车梁混凝土裂缝控制分析1. 概述张河湾蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上,距石家庄市区公路里程77km,距井陉县城公路里程45km。
电站总装机容量1000MW,装机4台,单机容量250MW。
电站建成后接入冀南电网,在系统中担负调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等任务。
电站主要由上水库、水道系统、地下厂房、下水库拦河坝和拦排沙工程等组成,工程等级为一级。
张河湾蓄能电站主副厂房全长151.55m,宽度在岩壁吊车梁岩台以上为25m,岩台以下为23.8m,最大高度58.4m。
在开挖的第二层上、下游侧壁上各布置了长127.36m的岩壁吊车梁,其顶部高程为EL441.03m,底部高程为EL438.61m,高2.42m,梁体宽1.65m,横断面面积为3.068m2,浇筑混凝土的总方量为680.5m3,钢筋制安76.4t,锚固长度为8.5m的受力锚杆812根。
岩壁吊车梁体形参数见下图所示。
后期运行两台250/50t的桥机,设计最大单轮压力可达75t。
由于岩壁吊车梁具有结构小,体型复杂,钢筋含量大的施工特点,且该部位围岩为微风化变质安山岩,受到fp26、fp27和fp28三条断层的影响,裂隙密集,各组裂隙相互交切,加之,吊车梁的混凝土浇筑时段正处于低温季节施工期,给吊车梁的施工增加了更大的难度,因此如何保证吊车梁混凝土的浇筑质量是张河湾工程施工控制的关键项目。
2. 岩台开挖爆破控制措施岩壁吊车梁岩台开挖的成型质量将直接影响岩壁梁的基础受力条件。
为减少岩壁吊车梁壁面爆破松动圈深度和确保壁座准确成型,保证吊车梁的运行安全,要求开挖后的岩壁吊车梁部位不允许出现欠挖,在保证岩壁面及壁座角成型的情况下,允许局部少量超挖,但超挖不应大于17cm。
1、工程概况张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上。
距石家庄市区公路里程 77 km ,距井陉县城公路里程 45 km 。
电站总装机容量 1000 MW,建成后接入冀南电网。
电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统及地面出线场、下水库拦河坝和拦排沙工程等组成,工程等级为一等工程,总工期为 6 年。
水道系统由上水库进/出水口、压力管道、尾水隧洞、下水库进/出水口、排水廊道组成。
引水系统采用一管二机的布置方式,尾水系统采用一管一机的布置方式。
我部承建的地下引水系统由两条平行的高压管道组成,每条高压管道由上平上弯段、竖井段、下平下弯段组成,并在桩号 0+319.800 处各分出两条支管,垂直进入厂房,全线设为地下埋藏钢管式,采用C15F50微膨胀素混凝土衬砌。
近两年,我部主要进行压力管道洞挖施工,由于本工程洞井结合,高压管道竖井深达 386.0 m,要保证其快速准确的贯通,并保证洞室围岩的成型,需要较高的技术含量。
另外由于竖井深度较大,高压管道所穿越的不整合接触带、底砾岩、砂页岩、火山砾岩和挤压破碎带,均属Ⅳ类围岩,岩石破碎,稳定性差,易产生坍塌,安全问题突出。
为了满足压力管道工程施工进度的要求,我部采取了以下施工措施:1、鉴于高压竖井垂直高度较大,且所穿越围岩绝大部分为Ⅲ类,为保证施工进度,提高安全性,施工竖井开挖采用较先进的反井钻机法进行。
2、考虑到高压管道施工支洞实际施工进度,为提前进行竖井施工,减轻下平段和高压管道施工支洞交通压力及提高反井钻机的垂直精度,利用现有的 PD1 探洞扩挖延伸至竖井处作为施工通道,将导井施工以 EL500.0m (洞底高程496.05)高程为界,分上下两段进行。
上部采用反井钻机进行施工,扩挖渣料由 PD1 探洞运出,下部采用正、反人工导井进行施工,渣料由下平段运出。
3、为防止扩挖过程中导井堵塞,竖井扩挖分两次进行,一次扩挖在导井形成后采用人工手风钻自下而上扩成 3.6 m 径体,二次扩挖自上而下采用光面爆破扩挖成型。
张河湾抽水蓄能电站设代总结报告1主要工程进展情况简述截止2007年1月底,各个工作面主要完成情况统计如下:(1)库区改线公路南寺大桥左引桥、右引桥、桥墩和右桥台均已施工完毕,左桥台和桥面铺装还未开始施工;桥面板已完成5跨(共6跨)的吊装。
本次设代期间除桥面板部分吊装和右桥台还有零星施工外,该项目基本处于停工状态。
南蒿亭大桥左桥台、右桥台和桥墩均已施工完毕,左引桥、右引桥和桥面铺装还未开始施工,预应力混凝土梁完成5跨(共10跨)的吊装,预制场目前还剩余共36片预应力混凝土梁(已明确其中两片已作废)。
本次设代期间该桥主要完成了预制场预应力混凝土梁的浇筑、张拉、灌浆和封锚等作业,未进行预制梁的吊装。
进入冬季后,以上两座桥已基本停止施工。
(2)8号公路除所有路灯未架设外,8号公路第一合同段路面、路肩、护栏、以及路灯基础已施工至桩号K1+630左右,桩号K1+630~K1+900左右正在进行施工准备;8号公路第二合同段所有项目和5号公路尾工项目已基本施工完毕。
本次设代期间主要完成了8号公路和5号公路路肩、路灯基础、以及钢护栏的施工。
(3)上水库沥青混凝土防渗面板工程目前,该标主要完成了上水库沥青混凝土库底整平胶结层、加厚层、排水层、隔水带、防渗层和封闭层的施工;以及库坡桩号K0+240.2000~K0+493.468段(上水库进/出水口)各层的施工,该段工作面已移交给上水库开挖及填筑工程标(ZHW/C11标)。
库坡除上水库进/出水口(桩号K0+240.2~K0+493.5段)施工完成和入库公路(桩号K1+799.021~K2+170.424段)未施工外,其他部位的整平胶结层均已施工完毕,排水层也仅剩18个条带。
本次设代期间主要进行或完成了库底防渗层和封闭层,以及库坡整平层、排水层、隔水层和防渗层的施工。
目前,受气温的影响,本标已停止施工,预计今年3月底气温回升后继续开始施工。
(4)上水库开挖与填筑工程上水库入库施工道路于2006年12月6日至16日拆除完成,现正进行坡面碾压和修整工作。
张河湾抽水蓄能电站主机设备装拆方式的选择吴妍;谷振富;刘更海;尤莉莎;王瑞兰【摘要】主要从张河湾抽水蓄能电站的实际条件出发,参照当今蓄能技术发展,从技术和经济两方面分析了张河湾抽水蓄能机组采用何种装拆方式及其优点和不足,并提出了相关建议.【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2018(041)012【总页数】4页(P12-15)【关键词】抽水蓄能电站;拆装方式;选择【作者】吴妍;谷振富;刘更海;尤莉莎;王瑞兰【作者单位】河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300【正文语种】中文【中图分类】TV7431 概述张河湾抽水蓄能电站位于石家庄市井陉县测鱼镇张河湾村附近,距石家庄市(负荷中心)仅53 km(直线距离),是一座日调节的纯抽水蓄能电站。
电站装机容量为1 000 WM,即4台250 WM的单级混流可逆式水泵水轮机组,设计发电水头为305 m。
建成投产后,电站将以2条500 kV线路接入冀南电网,承担电网的调峰、填谷、调频、调相、事故备用等任务,起到十分重要的作用。
由于机组的装拆方式与机组参数和厂房布置有密切关系,设计方曾在可研阶段向世界上有实力的水电设备制造商发出咨询书,并在此基础上进行了由各厂商和设计院、张河湾公司参加的技术交流。
同时,张河湾公司的技术人员也利用各种机会向国内外的水电专家进行请教,并做了专题研究,下面就针对张河湾项目的具体特点进行分析。
2 机组主要参数2.1 水泵水轮机主要参数(表1)表1 水泵水轮机主要参数项目单位参数型式单级混流可逆式额定转速 r/min 333.3水轮机工况额定出力 MW 255最大/最小水头 m 343/284.1额定水头 m 305额定流量 m3/s 96.97水泵工况最大/最小扬程 m 354/293最大/最小扬程时的抽水流量 m3/s 61.37/84.29最大扬程/最小扬程时输入功率 MW 238/263.5 2.2 发电电动机主要参数(表2)表2 发电电动机主要参数项目单位数量型式三相可逆悬式空冷同步发电电动机额定转速 r/min 333.3发电机工况额定容量 MW 250额定电压 kV 15.75额定功率因数 0.9电动机工况额定容量 MVA 278额定电压 kV 15.75额定功率因数0.985励磁方式晶闸管自并励励磁系统起动方式以变频器起动方式为主,“背靠背”起动方式备用2.3 其他资料设计年发电量1 675 GW·h;设计年抽水电量2 204 GW·h;多年平均含沙量11.10 kg/m3;设计日满载抽水6.0 h;设计日满载发电4.6 h。