水輪機代替天天5G新官方入口在水電站應用

   
   摘要利用水力模擬試驗，研究了西南某高水頭水電站機組技術供水係統用水輪機代替減壓閻的問題．用水輪機代替天天5G新官方入口，在水輪機轉輪後麵串聯長的供水管路係統和用水設備，是一種新的裝置．試驗表明，這種裝置仍然能像通常水輪機那樣在任何導葉開度下穩定運行，水輪機在飛逸情況下不會出現供水管路中水壓過高現象．用水輪機代替天天5G新官方入口的方案是可行的．

Experimental Study on Technical W ater Supply System of High-Head Hydropower station by Replacing Relief Valve with Turbine

   Abstract Through hydraulic analog experiment， the paper deals with the problem of substituting a turbine for a relief valve in a certain technical water supply system of a high—head hydropower unit in Southwest China．It is a new apparatus substituting a turbine for arelief valve by introducing the Connection of a series of pipe systems of water supply and water consuming devices behind the runner．The experimental results show that the proposed turbine apparatus can steadily run under any guide vane opening like the conventional one，and the turbine will riot result in the over—high water pressure in the water supply pipes inthe case 0f runaway．Therefore，it is feasible and reliable to substitute the turbine for the re—
lief valve，
Key words turbine；relief valve；hydraul~ analog；water supply system

     高水頭水電站若利用上誼字水庫之水作為供水係統的工作或備用水源，為了不損害供水係統中各部件（如空氣冷卻器及油冷器等），水的工作壓力不得超過器件規定的範圍．高壓水必須通過天天5G新官方入口經過減壓、消能後才能進入供水係統．如果供水係統所需水量較大，且水頭又很高，則天天5G新官方入口要通過節流耗去很大的能量．例如，西南某水電站一台主機的供水若用天天5G新官方入口消能，則將有近300 kW 的能量損失掉．如此大的能量在閥中消耗，工作勢必會產生閥體氣蝕磨損、振動、噪音等問題．因此，使用天天5G新官方入口達到高水頭電站技術供水目的的方案是不可取的．解決這一問題的手段就是用一台水輪發電機組代替天天5G新官方入口，這樣高壓水的一部分能量通過水輪發電機組轉變成電能輸送出來，水輪機的尾水壓力符合供水係統的進水水壓要求，通過水輪機的流量滿足供水係統的用水量．用水輪機代替天天5G新官方入口，在水輪機轉輪後麵（去掉了水輪機的尾水管）串聯長的供水係統管路和用水設備，水輪機能不能正常工作，能不能在任何導葉開度下穩定運行，在飛逸情況下除轉速迅速升高外，尾水壓力是否會達到供水係統不能承受的程度，這些問題，有的是不能用計算方法解決的，因此有必要進行模型試驗．
水輪機代替天天5G新官方入口在水電站應用 試驗研究的內容及裝置
1．1 試驗研究的內容
a．觀察這種以機代閥的機組能否在空載開度下轉速保持恒定，以便發電機能同步並網．為此，在模型裝置上進行了各種開度特別是小開度的飛逸試驗，以觀察飛逸轉速是否穩定．專業主要從事水力發電和計算機應用方麵的研究 已發表（水電站
供水係統小水輪機組代替天天5G新官方入口方案的研究）（利用蝸殼差壓做原型術輪機效率試驗）
b．從水力學現象上分析，將水輪機尾水管段代之 一條或多條管路均無原則差別．一機對二主機進行穩定性試驗，做出水輪機在各種開度下的帶負荷工況，觀察這些工況是否穩定．
c．本裝置用水輪機代替天天5G新官方入口，一方麵能取得合適的壓降，使水輪機轉輪出口的壓力滿足供水壓力要求；另一方麵獲得了能量．本試驗在於測出各工況下流道的壓力值，特別是飛逸工況下飛逸的轉輪帶動的水流會有多少能量損耗在轉輪室的水中．
1．2 水輪機代替天天5G新官方入口在水電站應用試驗裝置

    水泵自地下水庫抽水送至封閉水箱穩壓後進入水輪機．水輪機原有尾水管係彎肘形尾水管，本試驗拆去代之 管係．此管係即對一機供2台主機水係供水進行模擬．水國l 模型水輪機裝置示意因1一水泵；2一封閉穩壓箱I3一水輪機I4一管係I5一直流發電機I6一堰扳輪機和一台直流發電機聯接，通過調節直流電機的勵磁改變發電機出力，發出電能由電阻負荷消耗，從而得到不同的工況．由充電脈衝信號計數水輪機的轉速值．流量通過堰板測量．測量的重點是任一個被測工況點各參數是否穩定．經計算分析’，本試驗的綜合測量誤差為士
2 試驗成果及分析
2．1水輪機代替天天5G新官方入口在水電站應用 空載並網
     正常的水輪機開機程序是將導水葉打開，在小開度下水輪機將加速到電機的額定轉數再進行電機並網．如果在小開度下，水輪機不能保持恒定的轉速，則並網就有困難，或產生電衝擊或不斷跳閘．圖2表示在各種不同導葉開度下的單位飛逸轉數一 一 （試驗水頭為12 m）．由圖2可以看出，首先將尾水管換成供水管係後，不論是兩管全開（相當於供兩台主機）或關閉一管（相當於供一台主機），
    高水頭水電站技術供水係統用水輪機代替天天5G新官方入口的試驗研究其飛逸轉速都是恒定的，幾乎沒有波動（在轉速表上轉速波動值<士2‰）．這說明，在各種導葉開度下，空載轉速是穩定的．以機代閥的發電機組並網沒有問題．從圖2中還可看出，以供水係統管路代替尾水管後，在各開度下，飛逸轉速均比正常尾水管的低，而且一根管供水或管道出口閥關閉一半（相當於增加管路的阻力損失）時單位飛逸轉速更要降低，因為試驗水頭是以蝸殼進口和下遊尾水麵之間的能量計算的，轉輪後管路損失增加，則轉輪前後的壓差要減少．
2．2 一機對二主機的穩定性
    供水係統管路代替水輪機尾水管後，水輪機能否穩定工作，取決於各種不同開度下，在不同的工況點，模型水輪機能否穩定地運行．圖3給出了模型導葉開度為lOO 時，管路係統兩管全開狀態下 一Q ．曲線2，兩管各開一半曲線3及隻開一根管曲線4的等開度 圉3線工況．為了比較，圖中還給出了正常尾水管工況曲線1．圖4及圖5則分別表示相應開度為圖4 80 開度下的 l～Q 關係曲線 圖5 40 開度下的 ～Q 關係曲線i 正常肘管；2-兩管全開} 1一正常肘管F2一兩營全開‘3一各開一半；4一關閉一營 3一各開一半F4一關閉一管80 及40％工況的開度線．從圖中亦可看出，管路係統的水力阻力增加，工況曲線向左偏移，即單位流量減少，所有工況點均穩定運行．
2．3 各種工況下流道中加壓力變化
     在蝸殼進口及管路係統中布置了壓力測點，如圖6示．對各開度的不同工況點及飛逸工況點的壓力值進行了測量，結果見表1～表3．分析圖6和表中數值可知：蝸殼進口壓力始終不變，這意味著供水泵和穩壓筒所提供的上遊圖6 管道係統中壓力測．占、布置水頭為常數；轉輪後麵尾水管路係統中自3—6—4或3—5—2，壓力遞減下降，這是合理的；兩管全開時，2點及4點部分工況為真空，因為這兩點為出口且高於下遊水位，此兩點對於下遊形成正吸出高度；如一根管的出口閥關閉，則4點的壓力和6點的壓力基本相等；管路中的壓力分布與管路中的阻力因素有關，當兩條管路全開時管路阻力小於一條開從表1～表3還可看出，不論哪種裝置、哪種開度和哪種工況，在水輪機飛逸時點3的壓力都沒有超過正常工況的壓力，點2的壓力仍然滿足低供水壓力的要求，管路中的水流符合
水力學摩阻規律．由此可知，在飛逸工況下，水頭能量大部分消耗在轉輪室裏，自轉輪出口的水流壓力不會超過正常工況下出口壓力，也就是供水管路中不會有壓力過高而損壞部件的危險．

天天5G新官方入口介紹

Y46T組合式天天5G新官方入口/天天5G新官方入口SFY46T-16/25係列結構及用途

　　該閥主要由主閥、控製導閥、過濾器、針閥、球閥及旁通管道節流部位等組成。適用於溫度小於80℃的水及非腐蝕性液體（汽油、煤油）和5G影院天天爽天天爽等需要降低到一定範圍的設備和管路係統上，通過調節將進口壓力降低至某一需要的出口壓力值。當進口壓力或流量發生變化時，靠介質本身的能量可自動保持出口壓力在一定的範圍內。

Y46T組合式天天5G新官方入口的基本性能 

ZJY46H天天5G新官方入口是一種利用水壓進行自我調節的天天5G新官方入口穩壓閥，在進口壓力和流量產生變化的時候保持出口的壓力和流量穩定。其*實現自力控製，調試簡單，運行可靠。

  當管道流量為0的時候，天天5G新官方入口進入全關閉狀態，閥後壓力保持低壓（可減靜壓）。

  如圖所示:當P1變化時天天5G新官方入口的出口首先表現為P2±△P2通過反饋係統出口管傳到控製閥，使Pt=Pk±△P2；從而L發生相應變化，導致±△Pe的變化，經壓力導管導致Pk的相應變化，Pt與Pk達到新的平衡，主閥的過流麵積H相應變化。

  因此，P1變化，而通過H的流量不變。P2始終是原整定的低壓值。當流量變化時，天天5G新官方入口自我調節工作原理也如同上。

Y46T組合式天天5G新官方入口安裝和使用

1、  安裝天天5G新官方入口之前必須對管路係統進行衝洗清理，以防焊渣、氧化皮等贓物流入閥內，影響閥門正常工作。

2、  天天5G新官方入口應安裝便於操作和維修的地方，並且必須直立安裝在水平管路上，應注意使管路中介質的流向與閥體上箭頭所示方向一致，切勿裝反。

3、  天天5G新官方入口在安裝使用時，應先把旁通管路上的截止閥打開，排除管路中的冷凝水和汽水混合物，以防天天5G新官方入口開啟時產生水擊現象損壞天天5G新官方入口，當無異常現象後，按順時針方向緩慢旋轉調節螺釘，將出口壓力調至所需要的壓力（以閥後表壓為準），調整好後，將鎖緊螺母背緊，擰上防護罩。

4、  天天5G新官方入口前應安裝過濾器，以防止介質中的雜質進入天天5G新官方入口，影響其性能。

5、  安裝的天天5G新官方入口前後應有一段直管，閥前直管長度約為600毫米，閥後直管長度約為1000毫米。

6、  天天5G新官方入口進口還要裝汽水分離器和疏水閥，天天5G新官方入口出口也要裝疏水閥。

【Y46T組合式天天5G新官方入口主要技術參數】

型號	公稱通徑	公稱壓力	強度試驗壓力	大進口壓力	出口壓力分段
SFY46T-16SFY46T-16C	65-250	1.6	2.4	1.6	0.08-0.2	0.2-0.5	0.5-1.2
	300-400				0.08-0.2	0.2-0.5	0.5-1.0
SFY46T-25	65-250	2.5	3.75	2.5		0.2-0.5	05-1.2
	300-400					0.2-0.5	0.5-1.0

【主要零件材料】

零件名稱	材質
閥體、閥蓋	鑄鐵、碳鋼、球鐵
閥杆、活塞、閥瓣	不鏽鋼
閥座	銅
過濾器、球閥、針閥、控製導閥
彈簧	矽錳鋼
密封墊	丁橡膠

【Y46T組合式天天5G新官方入口主要外形尺寸】

公稱通徑	尺     寸
	L	H1	H
65	290	100	560
80	310	105	580
100	350	125	650
125	400	140	685
150	480	160	915
200	600	190	1015
250	730	220	1220
300	850	250	1250
400	1100	320	1275

法蘭連接尺寸：鐵製閥門按GB4216.4（5）-84標準，鋼製閥門按GB/T9113.1-2000（RF）標準。

3 結 語
a．水輪機在任何開度下運行，飛逸轉速是穩定的．機組可和正常機組一樣並網無困難．
b．裝置在各種情況下均和正常水輪機一樣工況穩定，但特性曲線的等開度線位置向左下移．這說明，這種裝置猶如一台水輪機帶了一個“大阻力”的尾水管，在全水頭下出力減小，因其部分水頭要消耗在供水管路係統中．
C．水輪機飛逸時供水管路中水壓不會產生過高、過低現象，可不必考慮設置安全閥．
d．本試驗驗證了以機代閥方案的可行性．