HL638-WJ-84水輪機(jī)內(nèi)流分析及增容改造.pdf

1、通過更換新型轉(zhuǎn)輪來增容改造，預(yù)期性能和增容效果明確，是水輪機(jī)增容改造的首選方案。無新型轉(zhuǎn)輪可替代時(shí)，對(duì)大型機(jī)組而言可以委托研發(fā)部門研發(fā)新型水力模型，而中小型機(jī)組受制于昂貴的研發(fā)成本只能選擇放棄。
　　近年來，CFD軟件的應(yīng)用日益普及，為預(yù)測(cè)水輪機(jī)性能提供了良好的數(shù)值模擬平臺(tái)。青海省唯哇水電站豐水季節(jié)存在大量棄水現(xiàn)象，1＃機(jī)組水輪機(jī)額定出力遠(yuǎn)小于其發(fā)電機(jī)額定出力，水能資源和機(jī)組條件提供了增容改造的必要性和可能性，本文根據(jù)其HL638

2、-WJ-84水輪機(jī)增容改造的需求，提出了減少葉片數(shù)且切割葉片出水邊來增加水輪機(jī)過流能力的改型方案，嘗試了用CFD數(shù)值模擬分析方法來預(yù)估改型效果，以期達(dá)到用CFD技術(shù)比較準(zhǔn)確地指導(dǎo)增容改造工作之目的。
　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在最優(yōu)工況下，改造后轉(zhuǎn)輪效率會(huì)降低1％，出力會(huì)增加139kW;在限制工況下，出力會(huì)提高362kW，說明改造后轉(zhuǎn)輪出力比改造前會(huì)增加16.35%，可以達(dá)到很好的增容效果。據(jù)此方案增容改造，機(jī)組實(shí)際增容達(dá)23%。由于多種

3、因素影響，水輪機(jī)最大出力CFD計(jì)算結(jié)果比實(shí)際改造結(jié)果偏小近7%，但這已表明用 CFD模擬計(jì)算結(jié)果可以半定向指導(dǎo)中小型水輪機(jī)增容改造工作,當(dāng)然也表明還需進(jìn)一步研究提高模擬精度的方法。雖然無法得到水輪機(jī)全特性試驗(yàn)曲線，但對(duì)運(yùn)行于唯一單位轉(zhuǎn)速下的徑流式水電站而言，已能夠滿足實(shí)際增容工作需求。
　　本文分別選取了水輪機(jī)四個(gè)典型工況點(diǎn)（小流量工況、最優(yōu)工況、限制工況和大流量工況），采用標(biāo)準(zhǔn)k??紊流模型以及SIMPLEC算法進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)