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摘要:在些大中型的机组当中,灯泡贯流式机组很常见,现在灯泡贯流式机组的应用也非常广泛。但是在运行环境发生变化之后对于灯泡贯流式机组的运行方式也会产生很大的影响,本文主要就对灯泡贯流式机组的运行稳定性进行了逐步分析。
关键词:灯泡贯流式机组;运行;稳定性;分析
在上个世纪80年代的时候,我国开始使用灯泡贯流式机组,从那时候开始不断的累计灯泡贯流式机组的运行和管理经济,灯泡贯流式机组在实际的运行当中机组整体的稳定性比较良好,而且工作的效率高,能够很好的去适应水利环境,人们对于灯泡贯流式机组的认可程度非常的高。但是随着我国社会经济的不断发展,电力市场也得到了很好的发展机会,在电网当中也开始慢慢的推行自动发电控制,这样机组在实际的运行当中,环境就会发生比较大的变化。电网在采用了自动发电控制之后,机组在进行实际运行的时候大部分的运行状态已经从开始的静态运行转变成为了动态运行,这样就使得灯泡贯流式机组的运行方式发生了比较大的转变。
一、对灯泡贯流式机组的主要优点分析
(1)灯泡贯流式机组具有比较合理的流道形式。灯泡贯流式机组的结构引水室采用的直轴式,而尾水管则采用的是圆锥式,因为整个流道比较的平直和对称,这样水流就不会出现拐弯的情况,那么流速就会相对比较的均匀,水流的流态情况就能够得到一定程度的改变,在水流的过程当中水力就不会出现很大的损失。
(2)灯泡贯流式机组的重量比较轻,而且整体结构比较的小。灯泡贯流式机组具有比较高的能量指标,而且它的体积也不大,结构显得比较的紧凑。和其他一些形式的机组相比较,如果其它的一些客观条件相同的话,灯泡贯流式机组的输出能量大概要高出30%。如果单个机组的容量以及水头相同的话,那么灯泡贯流式机组转轮的直径要比其它的一些机组转轮直径小一些,这样就可以让灯泡贯流式机组的重量减少很多,所以说灯泡贯流式机组的重量比较轻,而且体积也比较小。
(3)灯泡贯流式机组效率和能量参数比较高。因为灯泡贯流式机组的布置以及在设计的时候是采用的卧式,所以在实际的水流过程当中平稳就能够得到很好的保证,而且因为它的尾水管采用的是扩大型的直锥,所以水流的损失就会减少很多。对于水头比较低而产生的一些缺陷就能够很好的去弥补,这样灯泡贯流式机组的单位流量就会增加很多。
(4)灯泡贯流式机组的性能比较的稳定,适应环境的能力也比较强。灯泡贯流式机组的工作效率比较高,而且它的加权评价效率也比其他的一些机组要高一些,那么灯泡贯流式机组每年的发电量也就会相对高一些,从而就具有比较好的经济性能。
二、对灯泡贯流式机组运行静态稳定性的分析
灯泡贯流式机组在静态运行当中机组的效率非常的高,而且在实际的运行过程当中具有比较良好的性能。如果是在相同的水利条件下运行的话,灯泡贯流式机组相比起立式机组来说在实际的运行当中优势还是比较的明显。
(1)灯泡贯流式机组在实际的运行当中转动的惯量不是很大,而且当灯泡贯流式机组并入到大网当中运行的时候,对于系统的不同变化能够比较快的适应,同时灯泡贯流式机组也具有比较好的速动性以及灵敏性。
(2)如果在实际的运行当中水头的变化范围比较大的话,那么灯泡贯流式机组也能够去很好的适应。在灯泡贯流式机组当中,如果水头的变化范围是在3-25m之内的话它都能够很好的去适应。灯泡贯流式机组自身的结构特点以及能够进行双重调节等一些优点,让它能够更好的去适应那些径流式水电站水位落差比较大的变化。
(3)灯泡贯流式机组在实际的运行过程当中效率非常的高。因为灯泡贯流式机组在进行实际布置的时候采用的是卧式,所以在实际的运行当中水流就显得比较的平稳,而且灯泡贯流式机组的尾水管采用的是扩大型的直锥,所以在尾水管当中水头的损失就会相应的减少,那么在对水能进行回收利用的时候相应的系数就会增加。
(4)灯泡贯流式机组在实际的运行过程当中运行比较的稳定,机组的振动不大。灯泡贯流式机组采用的是水力全对称的形式来布置流道,同时轮叶、导叶相互协作联系的范围也比较的大,这样灯泡贯流式机组就能够在导叶开度和有效水头的全部范围内来进行比较良好的协作运行。如果灯泡贯流式机组在协联的情况下进行运行,那么导叶进水口的水流就不会产生碰撞,这样水流的流态就会保持的比较好,水轮机的水力损失也不大,效率就会比较的高,水力振动产生的因素也就会相对的减少,最终让灯泡贯流式机组保持比较好的稳定性以及振动特性。
三、对灯泡贯流式机组运行动态稳定性的分析
(1)灯泡贯流式机组在过渡的过程当中稳定性不是很好。在描述水轮发电机组的运行方式时可以采用运动方程来完成,它其实主要是效仿的刚体绕固定轴进行旋转的微分方程。转动部分的角加速度、运动的惯量、水轮机的动力力矩以及发电机的阻力力矩是这个运动方程当中的一些参数。灯泡贯流式机组的运动惯量比较的小,如果改变外部机械的阻力,那么就影响到灯泡贯流式机组转动的角加速度,也就是说如果机组的类型不同,但是如果它们受到的外部扰动是一样的,因为灯泡贯流式机组的转动惯量比较小,这样在对灯泡贯流式机组进行调整的时候变量就会更大一些,所以灯泡贯流式机组在进行过渡的时候稳定性就比较的差。
(2)在动态的调节当中,灯泡贯流式机组的振动比较大。灯泡贯流式机组主要采用的是卧式布置,在灯泡贯流式机组当中,最主要的支持结构就是管形座,灯泡贯流式机组的上游侧法兰主要是和发电机当中的定子连接,而下游侧法兰则是和水轮机的导水结构相连接,在灯泡贯流式机组的整个结构当中管形座其实就相当于是一个支点。整个灯泡贯流式机组的结构在受力的过程当中显得相对要复杂一些,如果灯泡贯流式机组在实际的运行当中长时间的发生水力不均衡的话,那么整个系统就会产生一定的扰动。所以如果在实际的发电过程当中,灯泡贯流式机组在实际运行的时候,如果需要调节生产工况或是水力情况发生了一定的改变,那么整个的灯泡贯流式机组可能就会产生振动,也就是说如果在对灯泡贯流式机组进行动态调节的时候,它可能就会产生比较大的振动。
(3)灯泡贯流式机组整个系统会很容易产生协联的振动。在对灯泡贯流式机组的运行状态进行调节的时候,一般都是由轮叶和导叶的双重结构来完成的。灯泡贯流式机组的引用流量比较的大,那么相应的就需要增加轮叶和导叶的开度范围,在设计灯泡贯流式机组的过程当中为了能够更好的去满足实际的调节需要,在设置导叶和轮叶的全开和全关时间的时候也就不相同,在整个灯泡贯流式机组相应系统工况变化的过程当中,导叶在完成相应动作的时候比较的快速,但是轮叶却需要一定的反应时间,所以整个系统的稳定性就不是很好。
四、结束语
通过上面的一些相关分析可以发现,灯泡贯流式机组在实际的运行当中,静态稳定性比较的好,但是动态稳定性却需要进一步的提高。所以在对灯泡贯流式机组进行实际的操作过程当中,应该要尽量去减少动态的调节。
参考文献:
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