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表 4  电站水头和水泵水轮机水轮机最优工况水头比较

                  电站名称      额定水头 H r/m   最大水头 H max/m  最小水头 H min/m  最优水头 H opt/m  H opt/H max  H opt/H min
                  广蓄Ⅰ           496          537           496         661          1.230        1.332
                  广蓄Ⅱ           512          536           494         678          1.265        1.372
                  天荒坪           526          607           511         726          1.196        1.421
                   桐柏           244          284           230         347          1.223        1.507
                   泰安           225          253           212         328          1.297        1.545
                  张河湾           305          342           283         420          1.227        1.483
                  瑯琊山           126          145           115         188          1.294        1.632
                  西龙池           640          688           612         814          1.184        1.331
                   宝泉           510          566           487         731          1.291        1.500
                   宜兴           363          411           335         534          1.300        1.593
                  黑麋峰           295          332           268         414          1.248        1.543
                  白莲河           195          214           178         236          1.102        1.321
                   惠州           517          554           496         743          1.341        1.497
                  蒲石河           308          329           288         397          1.205        1.378
                  响水涧           190          220           175         266          1.210        1.518
                   仙游           430          471           412         605          1.283        1.467
                   清远           470          503           440         631          1.255        1.433

                              u        v u                        v u  u                         v u  u  β
                               v      β  w  v m                    v  β  v m  w                v  v m  w








                         (a)最优水头                        (b)最高水头                      (c)最低水头
                                            图 13  不同水头水轮机工况转轮进口速度三角形
               泵水轮机叶片间距和 D =10.7 m、Z =15 水轮机叶片间距相当),脱流漩涡初始半径大,涡心流速高,
                                    1          r
               压力非常低;而水泵水轮机转轮进口周向速度 U(U =n·D·π /60, 其中 n 为转速,D 为转轮直径)
                                                           1  1     1                         1
               远大于混流式水轮机(如西龙池 U ≈113.1m/s,而三峡电站 U ≈39.3m/s;在吉林白山电站,水泵水轮
                                             1                        1
               机 U ≈54.7m/s,常规水轮机 U ≈38m/s),则可能造成漩涡初始流速非常高。受两方面因素共同影
                   1                       1
               响,会造成涡心流速很高,压力非常低。当低压的涡心和无涡的高压随转轮叶片旋转通过静止的无
               叶区时,势必在无叶区扰动形成大幅值压力脉动。
               3.3.3  脱流漩涡对水轮机工况无叶区压力脉动幅值特性影响分析                              通过以下对比分析,可进一步看
               清脱流漩涡对水泵水轮机水轮机工况无叶区压力脉动的影响。
                  (1)水轮机工况不同水头对比。 比较各电站无叶区压力脉动随水头变化的曲线还可发现,电站
               水头越低,压力脉动幅值越大,图 2 即此类实测曲线之一。在高水头,可能没有脱流或脱流不严重,
               无叶区压力脉动比较小;在低水头,离 H 更远,脱流变得更严重,涡心流速更高,造成无叶区压力
                                                    opt
               脉动幅值更高。
                  (2)和常规混流式水轮机对比。 与水泵水轮机水轮机工况不同的是,常规混流式水轮机最优水
               头通常在电站最高水头和最低水头之间(通常希望靠近最高水头,个别电站选择 H 等于最高水头),
                                                                                          opt
               加之其叶片进水边圆弧比较大,对进口水流适应范围宽。而水泵水轮机水轮机工况进水边又是水泵
               出水边,叶片不能太厚,对不同水流角的来流适应能力也不如常规水轮机,其比常规水轮机产生更
               大脱硫漩涡及更大幅值无叶区压力脉动也完全符合逻辑。
                  (3)和飞逸工况对比。水泵水轮机飞逸工况无叶区压力脉动比任何其它工况都大,部分水泵水轮

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