JP502转轮在轴流定桨式水轮机改造中的应用
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使许 多水 电站选配不到合适 的机 型 , 可供选择适
水轮机转轮 叶片头 部形 状对 转轮性 能影 响
很大 。叶片进水 边较薄 、 头部圆弧较小的转轮最
优 、 率高 , 头部 较厚 较 大 的转 轮效率 则会 明 效 而 显 降低 。但 叶片头 部较 薄 的转轮 也有 一个 明显
的缺点 , 就是对工况 点的适应性较差 。当来流角
摘
要: 根据新疆 小型老水 电站轴流定桨式水轮机效 率低 、 空蚀振动严 重等缺点和 新型转轮
JS2 P 0 的特点 , 出了选 用 J 提 P系列转轮 改造 小型 水 电站 轴流 定桨 式水轮 机 的方案 。列举 了新 型
JS2 P 0 转轮在 小型水 电站 实际改造 中的应 用成果 。
关键词 : 52 J 0 转轮 ; P 高效率 ; 费用 ; 用成果 低 应
‘2 3・
加, 但对改善翼型空化性能有 利 。对转桨式转轮
组合上进行 了深入 的探索研究 , 通过水力计算和 分析选择流速及压力分 布好 的翼型 , 减小在大冲
角条件下压力 降幅度 , 改善进 水边 的空化性 能。
而言 , 由于受 叶片枢轴 的影 响 , 叶片最 大厚 度一
般布置在叶片轴线附近 。但对于定桨式转轮 , 叶 片可进一步把最大厚度移 向叶片头部 。
1 问题 提 出
21 转轮 叶 片 头部较 大, . 以适应 单位 转速及 来
流 角度 的 变 化
新疆上世 纪 7 ~8 0 O年代及 以前投入 的小型 水电站 , 由于受 当时 条件所 限 , 水轮 机转 轮多 其 数用 国外早 期资 料设计 , 转轮 型谱 少 , 备品种 设 单一, 原材料较差 , 制造工艺粗糙且效率低 , 以致
22 叶片 最大厚 度 进 一步 向 叶片进 水边 迁移 , . 以改善其空化及 能量特 性
根据现代轴 流 式水 轮机 转轮 叶 片设 计 的新 观念 , 叶片最 大厚度 向进水 边移 动 , 使 出水边 可
高机组的效能和可靠 性 。本文介 绍 J P系列新 型
高效转 轮的特点 、 性能 和在新疆小型水 电站轴 流 定桨 式水 轮机转 轮技术 改造 中的应 用 以及 取得 的显著效果 。
增 大。
一
等型号的老转轮 , 其效率低 , 工况差 , 已不适应现
代 电站运行要求 。 近年来 , 随着新技术 、 新材料 、 新工艺 和计算 机技术 在水轮机转轮设 计 和制造工艺 上的应用 ,
新型转 轮的效 率、 出力 、 气蚀 和运 行稳 定性 等 得 到 了很大提高 , 因此对一 些老机型转轮 的更换 改 造 已具 有 良好 的技 术条件 , 以以较少 的投 资提 可
~
200W 的低水 头大 流量水 电站 当 中, k 0 有相 当 部分 的轴 流 定桨 式水 轮 机 选 用 Z 6 1Z) 0 D 6、I 6 5
持与水流角一致 , 其高效率点可扩充为一个较大
的区域 。对 于定 桨式转轮 , 如仍采用转桨转轮 的
设计思路 , 头部 圆弧 及厚 度较 小 , 必造 成高效 运 行范 围很小 ; 而采用 头 部较 大 的翼 型 叶片 , 其最 高效率虽有所 降低 , 但效 率 曲线平 坦 , 高效 范 围
中国水利水 电科 学研究 院借鉴 轴流转 桨式
转轮 的设计方法 和成果 , 充分利用定桨式转轮 的
别适用于不 同的来 流角 。它不 能保证 任何 工况 下所有断面都接近于 0冲角 , 可以保证 在较大 但 的范 围内总有一段 冲角较 小 或接 近于 0 从而保 ,
证 了较大的适应范 围及高效 范围 。 24 降低 叶片安 放 高度 , 将 叶 片轴线 位置 向 . 并
应 其转轮的水头 少 。在 多数 实 际运行 的水 电站
当中 , 由于转轮选择不在最优效 率工况 的水头范
度变化 时 , 必产生一定 的冲角 , 而产生脱流 , 进 使 性 能下 降 , 造成高效 区较 窄 。对于轴流转桨式转
轮, 由于其桨 叶角度 可 调 , 协联工 况时 可基本 保
围 内, 出现 了机组 出力受 阻 、 空蚀 、 振动严重等异 常现象 , 是在 水头 1 5 特别 4—2 m之 间、 机 80 装 0
・
2 ・ 2
新疆水利 XN/  ̄ WA E R S U C S IJ G M T R K O R E
2 1 第 6期 0 0年
J 5 2转 轮 在 轴 流 定 桨 式 水 轮 机 改 造 中 的 应 用 P0
贺 志 博
( 疆 乌 鲁 瓦提 水 利 枢 纽 工 程 建 设 管 理 局 , 田 新 和 880 4 0 0)
2 新型 轴流定桨式水轮机 J52 P 0 转轮 的特点
翼型厚度减小。由于水轮机叶栅 内流动是收缩 流动 , 翼型上最大速度值 出现在出水边附近。因
此 , 大厚度 向进 水边 移 动 , 将最 可降低 翼 型上最
大流速 的数 值 。这 样 虽然会 导致 头部 的流速增
贺志博 : 52 J 0 转轮在轴流定桨式水轮机改造 中的应用 P
23 加 大叶片扭 角 , . 加大过 流量 , 高 大流 量 区 提
效 率
Fra Baidu bibliotek
并通过模型 的气泡观测试验 , 确定改型部位及方 案, 以不断完 善 和 优 化 , 得 效率 高 、 化性 能 获 空 好、 高效率 范围宽的优秀转轮 。
3 新 型转轮 的性 能
-
叶片扭角加大后 , 不仅 内外侧 叶片安放角差 别大 , 叶片进水 边安 放 角 内外侧 差 也 比较大 , 分
进 水边 移
特 点 , 计 开 发 出 J3 1 J4 1 J5 1 J52 设 P 0 、P 0 、 P0 、 P0 、 J53肛=4 J65 P 0 、 】 、 0 等一批性能优异 的新转轮 , 5 P 0 填
补 了国 内在 低水头 轴流定 桨式水 轮机方面的空
白, Z 70 Z 6 、 D 6 、 D 4 等 转轮 更新 是 D 6 、 D 6 1Z 50 Z 40
水轮机转轮 叶片头 部形 状对 转轮性 能影 响
很大 。叶片进水 边较薄 、 头部圆弧较小的转轮最
优 、 率高 , 头部 较厚 较 大 的转 轮效率 则会 明 效 而 显 降低 。但 叶片头 部较 薄 的转轮 也有 一个 明显
的缺点 , 就是对工况 点的适应性较差 。当来流角
摘
要: 根据新疆 小型老水 电站轴流定桨式水轮机效 率低 、 空蚀振动严 重等缺点和 新型转轮
JS2 P 0 的特点 , 出了选 用 J 提 P系列转轮 改造 小型 水 电站 轴流 定桨 式水轮 机 的方案 。列举 了新 型
JS2 P 0 转轮在 小型水 电站 实际改造 中的应 用成果 。
关键词 : 52 J 0 转轮 ; P 高效率 ; 费用 ; 用成果 低 应
‘2 3・
加, 但对改善翼型空化性能有 利 。对转桨式转轮
组合上进行 了深入 的探索研究 , 通过水力计算和 分析选择流速及压力分 布好 的翼型 , 减小在大冲
角条件下压力 降幅度 , 改善进 水边 的空化性 能。
而言 , 由于受 叶片枢轴 的影 响 , 叶片最 大厚 度一
般布置在叶片轴线附近 。但对于定桨式转轮 , 叶 片可进一步把最大厚度移 向叶片头部 。
1 问题 提 出
21 转轮 叶 片 头部较 大, . 以适应 单位 转速及 来
流 角度 的 变 化
新疆上世 纪 7 ~8 0 O年代及 以前投入 的小型 水电站 , 由于受 当时 条件所 限 , 水轮 机转 轮多 其 数用 国外早 期资 料设计 , 转轮 型谱 少 , 备品种 设 单一, 原材料较差 , 制造工艺粗糙且效率低 , 以致
22 叶片 最大厚 度 进 一步 向 叶片进 水边 迁移 , . 以改善其空化及 能量特 性
根据现代轴 流 式水 轮机 转轮 叶 片设 计 的新 观念 , 叶片最 大厚度 向进水 边移 动 , 使 出水边 可
高机组的效能和可靠 性 。本文介 绍 J P系列新 型
高效转 轮的特点 、 性能 和在新疆小型水 电站轴 流 定桨 式水 轮机转 轮技术 改造 中的应 用 以及 取得 的显著效果 。
增 大。
一
等型号的老转轮 , 其效率低 , 工况差 , 已不适应现
代 电站运行要求 。 近年来 , 随着新技术 、 新材料 、 新工艺 和计算 机技术 在水轮机转轮设 计 和制造工艺 上的应用 ,
新型转 轮的效 率、 出力 、 气蚀 和运 行稳 定性 等 得 到 了很大提高 , 因此对一 些老机型转轮 的更换 改 造 已具 有 良好 的技 术条件 , 以以较少 的投 资提 可
~
200W 的低水 头大 流量水 电站 当 中, k 0 有相 当 部分 的轴 流 定桨 式水 轮 机 选 用 Z 6 1Z) 0 D 6、I 6 5
持与水流角一致 , 其高效率点可扩充为一个较大
的区域 。对 于定 桨式转轮 , 如仍采用转桨转轮 的
设计思路 , 头部 圆弧 及厚 度较 小 , 必造 成高效 运 行范 围很小 ; 而采用 头 部较 大 的翼 型 叶片 , 其最 高效率虽有所 降低 , 但效 率 曲线平 坦 , 高效 范 围
中国水利水 电科 学研究 院借鉴 轴流转 桨式
转轮 的设计方法 和成果 , 充分利用定桨式转轮 的
别适用于不 同的来 流角 。它不 能保证 任何 工况 下所有断面都接近于 0冲角 , 可以保证 在较大 但 的范 围内总有一段 冲角较 小 或接 近于 0 从而保 ,
证 了较大的适应范 围及高效 范围 。 24 降低 叶片安 放 高度 , 将 叶 片轴线 位置 向 . 并
应 其转轮的水头 少 。在 多数 实 际运行 的水 电站
当中 , 由于转轮选择不在最优效 率工况 的水头范
度变化 时 , 必产生一定 的冲角 , 而产生脱流 , 进 使 性 能下 降 , 造成高效 区较 窄 。对于轴流转桨式转
轮, 由于其桨 叶角度 可 调 , 协联工 况时 可基本 保
围 内, 出现 了机组 出力受 阻 、 空蚀 、 振动严重等异 常现象 , 是在 水头 1 5 特别 4—2 m之 间、 机 80 装 0
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新疆水利 XN/  ̄ WA E R S U C S IJ G M T R K O R E
2 1 第 6期 0 0年
J 5 2转 轮 在 轴 流 定 桨 式 水 轮 机 改 造 中 的 应 用 P0
贺 志 博
( 疆 乌 鲁 瓦提 水 利 枢 纽 工 程 建 设 管 理 局 , 田 新 和 880 4 0 0)
2 新型 轴流定桨式水轮机 J52 P 0 转轮 的特点
翼型厚度减小。由于水轮机叶栅 内流动是收缩 流动 , 翼型上最大速度值 出现在出水边附近。因
此 , 大厚度 向进 水边 移 动 , 将最 可降低 翼 型上最
大流速 的数 值 。这 样 虽然会 导致 头部 的流速增
贺志博 : 52 J 0 转轮在轴流定桨式水轮机改造 中的应用 P
23 加 大叶片扭 角 , . 加大过 流量 , 高 大流 量 区 提
效 率
Fra Baidu bibliotek
并通过模型 的气泡观测试验 , 确定改型部位及方 案, 以不断完 善 和 优 化 , 得 效率 高 、 化性 能 获 空 好、 高效率 范围宽的优秀转轮 。
3 新 型转轮 的性 能
-
叶片扭角加大后 , 不仅 内外侧 叶片安放角差 别大 , 叶片进水 边安 放 角 内外侧 差 也 比较大 , 分
进 水边 移
特 点 , 计 开 发 出 J3 1 J4 1 J5 1 J52 设 P 0 、P 0 、 P0 、 P0 、 J53肛=4 J65 P 0 、 】 、 0 等一批性能优异 的新转轮 , 5 P 0 填
补 了国 内在 低水头 轴流定 桨式水 轮机方面的空
白, Z 70 Z 6 、 D 6 、 D 4 等 转轮 更新 是 D 6 、 D 6 1Z 50 Z 40