雙牌水電站水輪機增容工程的模型驗收試驗送永州機電學會

雙牌水電站水輪機增容工程的模型驗收試驗（湖南省雙牌水電站張小華）摘要：雙牌水電站為確保增容改造工程的成功，首臺機組選擇先做模型試驗，后制造真機，盡可能優(yōu)化設計的方案。首次模型試驗由于壓力脈動試驗等不滿足合同要求，經過專家論證后，優(yōu)化設計方案，再次進行模型試驗。最終試驗結果符合國標要求，基本滿足合同要求。關鍵字：增容改造模型試驗壓力脈動技術論證根據(jù)《湖南省雙牌水電站增容改造工程3#水輪發(fā)電機組及其附屬設備采購合同協(xié)議書》（以下簡稱協(xié)議書）的要求，在北京水科院大興試驗基地的水力機械試驗室TP１試驗臺上，以驗證水輪機的水力性能等各項指標是否滿足合同要求。模型試驗驗收引用參照的標準為：IEC60193《水輪機、蓄能泵和水泵水輪機模型驗收試驗規(guī)程》和IEC609《水輪機、蓄能泵和水泵水輪機空蝕損壞評定標準的規(guī)定進行》。試驗單位中國水利水電科學研究院于2023年2月提交了試驗大綱，于2023年10月完成了模型水輪機初步試驗，并提交了試驗報告。2023年10月28日至31日，雙牌水電站組織驗收小組見證了模型試驗。由于尾水管壓力脈動指標未滿足合同要求，設備承制廠家浙江富春江水電設備股份（以下簡稱浙富公司）對設計方案進行了優(yōu)化后，于2023年4月再次進行了模型試驗。試驗臺簡介大興試驗基地水力機械試驗室共有TP1、TP2和TP3三座現(xiàn)代化的高精度水力機械模型通用試驗臺。性能測試包括水泵、水輪機、水泵-水輪機的能量、空化、壓力脈動、飛逸轉速、蝸殼壓差及軸向水推力、徑向力、導葉水力矩等試驗和水泵-水輪機的四象限試驗。TP1試驗臺主要技術參數(shù)如下：試驗水頭范圍：0～150m；試驗流量范圍：02.2m3/s；測流方式：電磁流量計；測功電機功率范圍：540KW;測功電機轉速范圍：0～2600r/min試驗臺的重力加速度：9.8015m/s2；試驗臺綜合誤差：<0.2％；可試驗靠臺重撇復測夕試誤哭差：誕<0問.1臺％；垂試驗矛臺水黎頭波巴動誤冒差：第≤剝±對0.迷5%助；押試驗戚臺轉界速波咱動誤辮差：濁≤墳±智0.廳2%景；濕機組初參數(shù)等：抓原型腎機番組曉主要堆參數(shù)睛：礦轉輪蜂型號城：Z僻F4井5B燕；赤額定憂轉速雖：1啦07涉r/旱mi鎮(zhèn)n；糧轉輪策直徑紡：4掃.2銜5m祝；擾最大活水頭吉：4線3m煙;里額定菠水頭播：3體8m唐；曲最小淋水頭懸：2涉8.矛1m螺；斃電站友所在孝地重揪力加普速度梁：9捆.7路89疑m核/s濕2歐；鐘電站編水密廚度：堂0.算99惑82委（2婆0尼℃惜）；翅電站讀安裝躁高程返：1夜28候.3蛛0m慣；鬧各水顯頭的株尾水痛位：炭凈水病頭司（m屑）滔28忽.1率30氣32炊34蒸35訴36塘38籠40盞43蜓尾水屠位粱（m斤）奉12蛾7.述93家12撤7.盟93戲12言7.硬97座12建8.撲00原12突8.您03蝦12量7.抖98野12獵7.江93夸12鹽7.樓97被12述8.醫(yī)00少電站榆裝置鳳空化察系數(shù)忌0.厘34研18判0.銅32粒01夕0.洲30綠01爽0.發(fā)28拆25搭0.倚27屑44皂0.謀26至68況0.煮25種27孫0.奉24秩01亦0.勁22映33習模型鋸機組領主要宋參數(shù)的托根據(jù)墊《協(xié)狐議書充》要向求，惕模型忍試驗罵采用駁的模棕型水電輪機藍的過社流通踢道與才原型彩機組若模擬債。模倆型裝框置轉陰輪下容面的造錐管警采用綿透明完材料掉制作占。嫁原模慎型比畜尺：柄11痕.7斬8；蹤進口守直徑隆：0盒.3絨61頭4m航；但蝸殼倉包角俘：3推45陽度；度固定漢導葉亮數(shù)：晉24立片；惡導葉場相對豪高度揭：0濃.3捉5D賽1違；傍導葉限分布薄圓直什徑：嫂1.編12舉D似1哨；柴尾水抵肘管而型狀章：圓肆變橢的圓；郵尾水貢管高縣度（罷至導概葉中沉心線嗽）：矛2.吹82躬D判1虜；若模型匙試驗旗根據(jù)局《協(xié)奉議書悅》要川求，捷模型團試驗帳項目投包括廁：效簡率試乳驗、牧出力襪試驗纖、空閑化試港驗、東壓力欄脈動灣試驗頃、飛誠逸試專驗、喬水推尖力試駐驗、雜補氣搞試驗季等。逢效率賊試驗鍋先進袍行最歡優(yōu)效斷率試咱驗，得確定裕最優(yōu)咬工況承點，拜然后唱在能糾量工尼況下忠進行詠效率港試驗照，繪演制等寬開開上度代線與仆等效暫率線硬，最熄后還端要在捆電站會裝置鞭空化際系數(shù)捧下進姿行加挪權平樂均效含率試賞驗。狗試驗未水頭藏：H推≥滑20盜m。振試驗糊水溫腹下水典的最表大運燦動粘揪性系悠數(shù)：競V城M剩=e震(-鏡16肌.9旺2+楊39擴6.桃13盡/(蕩10緣7.垃41胞+T蛾wm字))程=1蘋.2藏36靜03駛10蛙-6貓m壤2涼/s勁;壩模型癢雷諾趁數(shù)R攪e扣uM曾=D需m2飼×矮/V江m=噴5.睬85盾×懼10煤6楊＞2炊.5凡×賤10申6洽。聚雷諾相數(shù)滿緊足I肯EC蜓規(guī)程然的規(guī)逗定。讀空化灰試驗澤試驗融水頭辱：H恐≥拾20爪m。儀空化挺試驗定能量盲工況票在尾船水箱道通大恐氣條理件下攀，然誰后封串閉尾勇水箱徒，逐休步抽汁真空祥以降喚低尾析水箱愈內壓妄力，關直到毅效率博下降裂了1轎.5建％為礎止，樹臨界剃空化延系數(shù)拖值采裂用忠σ磁1仍。沈壓力款脈動纖試驗養(yǎng)試驗賢水頭狐：H數(shù)≥救20績m。鋸試驗瑞是在后以電涉站導覺葉中喘心線社為參籌考面給的電戰(zhàn)站裝敵置空劑化系跟數(shù)破σ熄p概下進豈行的喚。故測點裙位置或布置景在距拒轉輪飾出口扔0.拴37炸D托1弦處的鍬錐管譽上、呈下游最位置怠。共擺進行鮮了2叨8.幸1m震、3鞠2m添、3權5m亭、3瓶8m妥、4鵲0m震和4蘿3m夢六個亡水頭隱的壓墊力脈成動試瓜驗。病飛逸駛試驗桂試驗梯水頭脊：H腦=1門0m股。每殖一導乞葉開躍度下易采用途轉速戴控制偉模式鋼，調掘節(jié)測音功機洪轉速源，使殖水輪償機輸終出力照矩-暫0.脈2N份m捉≤栗Tm渴≤宮0.數(shù)2N譯m，摩采集保該點咸作為毯單位佳飛逸鋤轉速煌n必1R水。導夸葉開意度范洗圍為毒8m裹m～輸26握mm黨。扁軸向侄水推層力試慘驗膠試驗醒水頭具：H宗≥誕20域m。窮試驗叢是在睡以電潔站導綁葉中她心線介為參測考面忙的電寨站裝畫置空饒化系附數(shù)頂σ堆p弟下進制行的戒。利足用水定輪機磚靜壓悟軸承料的上隸油腔略與下媽油腔勺的壓賠力差腰來測怠得。界補氣辭試驗密試驗辦水頭?。篐螺≥成20嚴m(xù)?；以囼瀯钍窃谑逡噪娭{站導跑葉中浮心線飽為參塌考面尊的電躁站裝棒置空販化系除數(shù)屋σ莊p競下進智行的婚。選暢擇壓和力脈罷動值瓦比較棕大的拼工況伯點，門采用些錐管皂補氣鋪方法此，確例定補襖氣對風壓力嶄脈動紅值的系影響題。楊驗收比試驗甲結果疤與分返析采首次戀試驗條傳感喚器率悼定佩率定煎結果誘：確句認試定驗臺址的水桶輪機齡模型槽效率駁綜合貨誤差琴滿足教合同伏規(guī)定涂的<處0.紡25調％要地求。稈效率材試驗臘在電店站空幅化系悼數(shù)下初，進扭行了茫30節(jié)m、響32邪m、毛34色m、陪36舍m、裂40頭m頭揮下的羅效率誤試驗茄。試是驗結友果及嘉對比躲分析惜如下四：筆最高礙效率做最高賊效率巡點位將于原另型水霸頭3輩8.蟲6m敬附近妙（對憐應模沿型導丑葉開堅度1舉9.表01叮mm隔，n禁11亡=7赤3.些27接r/徐mi湯n，屆Q1酸1=牛12塞48侍.4側9l貼/s叨）處成。賺最高警效率缺（％脊）吳模型作原型各合同囑規(guī)定弓值喘93襯.1漂94罪.6爭初步譜試驗比值血94礎.2油1省95亮.7漠0眠驗收境試驗收值摟94企.1覺6它95帆.6登2趴最高衫效率豬滿足箱合同言要求注。禿額定準效率耳額定它效率淺（％返）管模型飛原型封合同睛規(guī)定廢值破91悅.0漲6念92飄.8銜5析初步粘試驗嬌值罷92群.6封2宵94沿.0綱6甲驗收潑試驗行值儀92雀.5垃4云94永.0盯0口額定市效率乳滿足鵲合同橡要求透。瞎加權催平均忘效率群加焰權平冒均效濟率（紡％）尸模型乒原型彩合同偶規(guī)定個值蜂87鵲.8呈2走初步黎試驗映值毒86駕.3鞠2信87呆.7瀉0指驗收躁試驗踢值熔86彎.3鎮(zhèn)8頃87眾.8石2左加權絹平均旦效率憑滿足拌合同盆要求玩。原空化甘試驗賣驗收應試驗爽在原戲型3臣2m出水頭胖出力邪40絹.2顆MW怒、3棟8m括水頭戴出力慎51割.9宰MW糾工況濾下進章行了鍋空化餓試驗甲。試襯驗結劇果及槍對比磁分析噸如下?。簩毠r船電站璃裝置宜空化泥系數(shù)匪σ退p簽初生數(shù)空化辛系數(shù)拍σ渴i熄臨界泛空化喉系數(shù)行σ株1落Ki襲=黑σ窄p第/永σ扛i投K1儉=趣σ脹p界/恭σ程1屋水歉頭裝（m征）示出力紛（M納W）客32低40阻.2樸0.對30轎01使0.筆29轉48屑0.部18糞38僵1.牌01恥7造1.掏63荒3緞38眠51硬.9析0.織25憤27予0.舒28像29紀0.杯17鎮(zhèn)10贊0.香89或3鋪1.換47睬7俱轉輪慕的臨吊界空獎化系抗數(shù)合席同規(guī)魚定值居為祥≥浙1.惰6，螺驗收祖試驗奸值低皆于合際同要挎求；應初生狀空化板系數(shù)魚未達袋到合然同要宵求遙≥黨1.苦3。弄壓力鋒脈動商試驗急在電侄站空欣化系營數(shù)下醋，驗攤收試屯驗進晝進行究了2圾8.僵1m漏、3運5m倘、3圣8m冰、4后3m烤水頭怨下的扣壓力溉脈動柄試驗勺。試成驗結貴果及完對比喝分析償如下豎：金尾水衡管壓泊力脈得動混冰頻雙泉振幅停值（毯+Y本0.總37浩D處1嘉）藥水頭職（m扒）導機組細預想捎出力益（％弄）貢混頻萍雙振冊幅峰融值炊Δ弊H/卵H(渠%)面合同閥規(guī)定樹值舞初步睡試驗晚值扒驗收證試驗啦值應28服.1帆60矩～1舟00梅<6伍16堅.5懸7蜻17傾.4躁6畝35胳60炕～1國00棚<6滔17秘.8原4否15瞧.3悟9貿38榮80切～1擴00泊<3遮2.霧21詠2.爛34京43模40僅～8待0仁<6恥12顧.3偉9答14仰.2抄1慕尾水掀管壓握力脈捧動混瞇頻雙總振幅閘值（爪-Y覽0.清37碧D神1篩）包水頭良（m滅）允機組舟預想問出力嘆（％北）制混頻浴雙振化幅峰券值注Δ飽H/仔H(直%)詞合同呈規(guī)定糾值輕初步報試驗侍值摟驗收逆試驗私值鋼28紐.1籍60脂～1辱00內<6雜19復.7掠0尊19毒.3成4騙35輝60轟～1沃00粥<6干17含.9陣6歇17涼.0用2肺38板80胃～1裂00榨<3配1.輩85集2.皺16款43捆40搏～8泡0骨<6計17枝.8查9蘆18聚.2距1熊壓力準脈動嬸試驗椅值未杰滿足騾合同據(jù)要求磁。蓬飛逸無轉速穩(wěn)試驗磚導葉劇最大沸開度小23預mm側時的躬單位欠飛逸閥轉速像是1掛24事.5烘r/滴mi愧n，怠根據(jù)止原型遙機最喬大水謠頭4蜂3m視換算巡為：鞠19融2.莖1r塊/m運in播。合罰同規(guī)章定值撇為曲23嬌5r抓/m瓦in糾，京滿足垂合同印要求刑。闖軸向下水推津力試均驗燙模型緩機轉樣輪未煤開減箱壓孔絮，最盼大軸鑄向水障推力庫試驗那值絨為3詠41界2k漏N，飯大于糕合同啊規(guī)定偶值2蝶15案0k陜N。絨未滿樸足合耀同要觀求。都補氣顏試驗提在2唱8.宮1m冬、3堅5m杯、3洪8m毫和4紡3m羊水頭界下，魂部分羞負荷防下壓經力脈轉動值去較大酸的工企況下品進行繡了補護氣試爬驗?；佳a氣給方式尊為短晚管補則氣。妨試驗害結果踢如下派：赤No慎.題水頭希（m洋）往出力耽（M橫W）展△繼H/迷Hm繁（%肝）超補氣聾系數(shù)親PH慨I纖（%秧）框HD晨1倡HD很2擊1駐28撓.1服12妖.1攪0良16找.3禁3燕13潑.6產5財0.企00命28運.1撫11擾.9顏3還14羨.7羅3靠12閉.2貓2傾0.冶19昌28篩.2益11扶.7漏3削13柴.7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