水泵水轮机ppt课件.ppt

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1、水泵水轮机组合类型1、四机式由水轮机、发电机、水泵和电动机组成；水轮机和发电机为一套，供发电用；水泵和电动机为一套，供抽水用。2、三机式由水轮机、水泵和电动-发电机组成；抽水时，电动-发电机带动水泵抽水；发电时，水轮机带动电动-发电机以发电方式运行。3、可逆式由可逆水泵水轮机和电动-发电机组成；可逆水泵水轮机为特殊设计两用转轮，正向运行时为水轮机，反向运行时为水泵。可逆式机组类型混流式：结构简单，适用水头范围宽，适用于水头变化不大的电站；斜流式：结构复杂，适用于水头不高，变幅较大的电站；轴流式：适用

2、于低水头电站。水泵工况要求安装高程较低，因此装有可逆式机组的电站厂房要求挖深较多，有很多电站采用地下厂房。将单级混流式水泵水轮机应用于500m/600m水头时，水力效率偏低，转轮叶片压力偏高，同时叶片流道的宽度将变得很小，不利于加工。从20世纪80年代起出现了使用两级转轮的水泵水轮机，每级转轮承担水头的一半。高水头可逆式水泵水轮机低水头可逆式水泵水轮机斜流式可逆式轴面流道变化平缓，水流流速分布都较均匀，水力效率较高；转轮叶片可调，随工况变动适应不同水流角度，扩大高效率范围；斜流可逆式机组的水泵工况进

3、口能形成均匀水流，改进水泵工况空化性能。贯流式可逆式潮汐电站使用的特殊机种，在海潮涨落时在两个方向都能发电，必要时还可以向两个方向抽水。贯流式机组的灯泡体应放在水泵水轮机的高压侧，即水轮机工况的上游侧或水泵工况的下游侧。同向旋流式水泵水轮机的发展趋势高水头化—向更高水头发展：由于上下水库水位波动而形成机组水头的变化幅度相对值将减小，使水泵水轮机可以经常在较优的效率区工作。大容量化—增大单机容量：使用数目较少的机组可以简化电站的控制系统，降低电站的造价和运行费用。高速化—采用更高的比转速：转轮直径应保

4、持在一定限度内而尽量提高机组的转速。水力机械的可逆性转轮直径进出口水流均为法向、中低比转速范围内：水泵转轮直径/水轮机转轮直径=1.44在同样水头和转速下，可逆式水泵水轮机转轮直径需为常规水轮机转轮直径的1.倍。转速特性进出口水流均为法向、中低比转速范围内：水泵转速/水轮机转速=1.18在同样水头下，水泵工况下转速应比水轮机高18%。有些水泵水轮机不能用同一转速满足两种工况的性能要求，只好使用两种转速，水泵工况用高转速，水轮机工况用低转速。水头特性同一转速下：水泵有效扬程/水轮机有效水头=0.722

5、水泵工况最优点的扬程只有水轮机水头的72%，即水泵扬程和水轮机石头相差约28%。水泵工况下转速必须更高一些才能达到和水轮机工况同样。流量和功率特点在扬程和水头相等时：水泵工况流量/水轮机工况流量=0.85在充分发挥电机作用时，水泵流量约比水轮机流量低15%左右。单位转速和单位流量单位转速：转速*转轮名义直径/工作水头0.5单位流量：流量/(工作水头0.5转轮名义直径2)假定转轮低压边进出水流都是法向的情况下：水泵工况下单位转速/水轮机工况下单位转速=1.12~1.16水泵工况下单位流量/水轮机工况下

6、单位流量=0.95~0.98因为水力机械的转速特性和工作水头直接有关，故单位转速比值与实际相符较好。比转速代表了水力机组的组合特性：转速*功率0.5/水头1.25水泵和水轮机两种工况在各自最高效率点的比转速比值：水泵工况下比转速/水轮机工况下比转速=1.35两种工况的最高效率点并不发生在同一转速下。所以在机组选型或机械设计中如决定使用单一转速的电机，则不可能选到能同时满足两种工况的转速。如果使用单一转速所带来的水轮机工况效率损失太大，则必须考虑使用双转速电机，即水泵工况时使用高档转速，水轮机工况时使

7、用低档转速。水轮机工况特性曲线（可逆式水泵水轮机）单位流量单位转速水泵工况特性曲线（可逆式水泵水轮机）单位流量导叶开度空化特性在水轮机工况水流撞击发生在进口边上，叶片低压区发生在出口附近，因之动压降比较缓和，空化性能就好些。在水泵上，因为进口撞击和低压区都发生在叶片进口处，所以动压降比较大，空化性能差。压力脉动水泵工况出口水流与导叶、固定叶的撞击是产生压力脉动的主因。这种撞击可以直接引起机械部件的振动，或引起上游管道的共振。水泵工况总的压力脉动振幅分布大致如下：吸水管内(1-3点)的振幅较小；涡壳内

8、(6-8点)大一些；固定导叶内更大些，而导叶与转轮之间(4点)最大。模型水泵水轮机压力脉动测点分布水泵工况各部位压力脉动比较（1）转轮出口(高压侧)压力脉动流量大于最优点时，转轮出口水流对导叶的撞击增加，在导叶的压力面上产生脱流，△H/H随Q增加而上升；流量小于最优点时，转轮出口水流向导叶的另一侧撞击，在导叶的吸力面上产生脱流，△H/H随Q的减小而上升。水泵工况转轮出口压力脉动振幅（2）压力脉动与导叶位置关系随导叶开度的变化，导叶内缘与转轮之间的距离也在变化，这使压力