廖 姣,张文明,张 兴

(西华大学能源与动力工程学院,四川成都610039)

混流式水轮机改造前后转轮内固液两相流数值分析

廖 姣,张文明,张 兴

(西华大学能源与动力工程学院,四川成都610039)

为了探究混流式水轮机改造前后转轮泥沙磨损情况,采用固液两相流模型对某电站改造前后的混流式水轮机进行全流道数值模拟,分析不同工况下转轮叶片表面泥沙分布,转轮叶片表面固液两相速度差,以及水轮机效率。结果表明：小流量工况下泥沙磨损最严重；水轮机改造后,叶片表面泥沙体积分数下降,固液两相速度差减少,泥沙磨损减弱,水轮机效率较改造前提升了5.5%。该研究可为水轮机改造提供一定的参考。

泥沙；数值模拟；改造；混流式水轮机

0 引 言

目前我国在运行的大部分老水电站,由于当时技术水平和制造水平的落后,导致出现机组过流部件发生严重的磨损、主轴密封泄露、机组运行性能指标落后等现象,电站改造问题亟待解决[1]。近年来,基于数值试验的水轮机改造技术已经得到了广泛的运用,并取得了很好的结果[2]。Hyen-Jun等通过对改造后水轮机进行全流道三维定常计算,分析水轮机内流场特性,将数值试验与模型试验结果进行对比,发现结果吻合[2]。罗丽等通过对改造前后水轮机进行全流道三维非定常湍流数值模拟,对比分析改造前后水轮机的空化性能[3]。

由于我国河流泥沙含量较高,水轮机泥沙磨损问题较为突出,泥沙磨损对水电机组的运行性能有很大影响,目前国内针对改造前后水轮机泥沙磨损问题的对比分析相对较少[4]。……