第九章水电站的水锤及调节保证计算本章 重点内容 :水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。第一节概述一、水电站的不稳定工况由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化,称为水电站的不稳定工况。其主要表现为:(1) 引起机组转速的较大变化丢弃负荷:剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高增加负荷:与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。导时关闭时,在压力管道和蜗壳中将引起压力上升,尾水管中则造成压力下降。导叶开启时则相反,将在压力管道和蜗壳内引起压力下降,而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。二、调节保证计算的任务( 一) 水锤的危害(1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂;(2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀,水轮机运行时产生振动;(3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。( 二) 调节保证计算水锤和机组转速变化的计算,一般称为调节保证计算。1.调节保证计算的任务:(1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据;最小内水压力作为压力管道线路布置,防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据;(2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率,并检验其是否在允许的范围内。(3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律,保证压力和转速变化不超过规定的允许值。(4) 研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。2.调节保证计算的目的正确合理地解决导叶启闭时间、水锤压力和机组转速上升值三者之间的关系,最后选择适当的导叶启闭时间和方式,使水锤压力和转速上升值均在经济合理的允许范围内。第二节水锤现象及其传播速度一、 水锤现象1.定义在水电站运行过程中,为了适应负荷变化或由于事故原因,而突然启闭水轮机导叶时,由于水流具有较大的惯性,进入水轮机的流量迅速改变,流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化,这种变化是交替升降的一种波动,如同锤击作用于管壁,有时还伴随轰轰的响声和振动,这种现象称为水锤。2.水锤特性(1) 水锤压力实际上是由于水流速度变化而产生的惯性力。当突然启闭阀门时,由于启闭...