抽水蓄能发电技术.ppt

第七章 抽水蓄能发电技术 7.1.2 抽水蓄能电站(Pumped Storage Power Station) 电力系统日负荷图 电力系统负荷分配 蓄能机组的调节作用 使用抽水蓄能机组的优点 蓄能机组调节实例 7.1.3 抽水蓄能电站的发展概况 我国抽水蓄能电站概况 第二节 水泵水轮机的类型和发展 组合式机组-卧式结构 组合式机组-立式结构 可逆式蓄能机组 不同类型机组使用范围 7.2.2 高水头可逆式水泵水轮机 导叶选取或设计原则 水泵水轮机转轮 其 他 转轮拆卸方式 (2) 多级水泵水轮机 无导叶调节可逆机 多级水泵水轮机使用（1) 多级水泵水轮机使用（2) 7.2.3 低水头可逆式水泵水轮机 关于双转速 斜流可逆式水泵水轮机 斜流式机组水力上的优点 斜流式机组结构上的特点 贯流可逆式水泵水轮机 贯流可逆机的工作方式（1） 贯流可逆机的工作方式（2） 贯流可逆机的设计特点 7.2.4 组合式水泵水轮机 组合式机组优点（续） 组合式机组的缺点 7.2.5 水泵水轮机的发展趋势 水泵水轮机高水头化 水泵水轮机高水头化的技术困难 (2) 大容量化—增大单机容量 (3) 高速化—采用更高的比转速 水泵水轮机的制造难度 第三节 水泵水轮机的工作特性 高比速水轮机作泵运行时的特性曲线 水泵水轮机由来 水轮机作泵运行 离心泵作水轮机运行 离心泵作水轮机运行（续） 混流可逆式水泵水轮机进出口速度三角形 基本方程 7.3.2 水泵水轮机的基本参数 (2) 转速特性 转速特性（续） (3) 水头特性 水头特性（续） (4) 流量和功率特性 流量功率特性（续） (5) 单位转速和单位流量 (6) 比转速 比转速（续） 比转速对效率的影响 比转速与转轮尺寸及水头的关系 7.3.3 水泵水轮机的能量特性 水泵工况特性曲线 7.3.3 水泵水轮机的全特性 水泵全特性曲线 水泵水轮机全特性曲线 “S”特性曲线 “S”特性曲线（续） 比转速与特性曲线的关系 比转速与“S”特性的关系 比转速与“S”特性的关系（续） 第四节 水泵水轮机“S”特性研究简介 水泵水轮机“S”特性成因初析 水泵水轮机“S”特性研究 关于无叶区的流动状态 数值计算模型及网格 径向速度分布规律 ( SST ) 径向速度分布规律 ( SST ) 轴面流线分布规律 ( SST ) “S”区流动特征 —水头变化规律 “S”区流动特征 —部分反水泵概念 部分反水泵 “S”特性水力原因 解决问题的方向及方法 水泵水轮机的比转速越低，转轮高压侧的流道高度就越小。流道变窄，不但使水力损失增加，而且不利于铸造、焊接或打磨，使制造上发生困难。 比转速和转轮尺寸的关系 在提高水泵水轮机应用水头的同时，制造厂家也在千方百计改进设计来提高水泵水轮机的比转速，以求获得更好的性能。在水轮机专业里为同时表征水头和比转速的特点，现在使用比速系数K来衡量机组的高速性。 比转速和水头的关系 60年代：2500 70年代：3000 80年代：3800 水轮机工况特性曲线 当一台向水塔供水的泵突然失去动力后，水流在很短时间内即失去惯性而反向下流，不过泵和电机的机械惯性使泵保持原来方向旋转，水流冲击叶轮而起制动作用，使转速下降直至零。以后，叶轮即反转过来向水 轮机方向旋转，最终达到水轮机方向飞逸转速。 这一过程经历水泵工况、制动工况和水轮机 工况三个运行区，在水泵水轮机的过渡过程中还会出现水轮机制动工况和反水泵工况两个运行区，各种正常工况和过渡工况的全部特性总称为全特性。 两个转动方向相反的水泵工况， 即正水泵区(1区)和反水泵区(5区)； 两个转动 方向相反的水轮机工况，即正水轮机工况(3区)和反水轮机工况(7区)。 在四种工况之间存在着对应的两 个泵制动工况(2区及6区)以及两个水轮机制动工况(4区和8区)。 流量特性曲线 转矩特性曲线 对水电机组，包括常规水轮机和可逆式水轮机，都有固定的上下游水位关系，所以全特性只有5个工况区。 水泵水轮机的最大力矩发生在正水泵区和反水泵区，事故情况下应尽量避免机组进入反水泵区太深。 在Q11～n11曲线上，中、高比转速水轮机的开度线（虚线）和飞逸线(M11=0)的交角较大，故这种水轮机在到达飞逸后容易保持稳定。 如果惯性力仍不消失，转轮离心力将使水反向推出，即进入反水泵区，此后转速将再增大，使开度线向高n11方向弯曲，形成一个S形，这段曲线现在通称为“S”特性曲线。 低比转速水轮机进入制动区后，由于水流对转轮的阻挡作用，在流量减小的同时也使转速略有下降，故开度线出现向低n11值反弯的现象。 “S”区是个不稳定区，过渡过程中应尽量避免机组进入这一区