广一水泵丨水泵水轮机全流道数值模拟

同步导叶工况首先采用SSTI模型进行定常计算，计算工况点为同一转速下9个不同流量点。将定常计算结果进行后处理得到外特性曲线，如图1所示。实验数据来源为模型水泵水轮机验收试验所得数据。

可以看出，在0.1~0.7范围内，特性曲线出现向低转速方向的弯曲。正是由于此处弯曲特性的存在，致使http://gygpump01.cn.qiyeku.com在水轮机工况低水头启动困难，从而造成电站机组不能快速并网起到削峰填谷的积极作用，并且还可能引起电网以及机组空载运行的不稳定等问题。当流量小于0.4时，即靠近飞逸工况附近，数值模拟所得计算结果的精度出现不足，在模型机组实验数据采集过程中此区域稳定性也较差，通常需要控制取样频率来保证此处实验数据的可靠性。这种情况是由小流量区流场内部流动状态复杂所导致的，这种复杂的流动状态将在后续流场分析中着重表述。通过计算结果可以看出，数值模拟的趋势同实验结果吻合良好，{zd0}误差为2.64%，出现在0.4Q1BEP工况点附近，满足数值计算所需精度。

对于非同步导叶三种开启方案，定常计算选用与同步导叶定常计算相同的计算工况点，所得特性曲线如图2所示。通过将三种不同导叶开启方案所得到的特性曲线与实验所得特性曲线进行对比，可以得出水泵水轮机在水轮机工况下非同步导叶可以有效地改善原有“S”特性的结论。其中，Ml、M2方案所得特性曲线基本吻合，从而证明了MGV布置位置对水泵水轮机外特性影响较小。

由Ml方案曲线可以看出，当流量大于0.6时，方案与10°同步导叶方案拥有相同的特性曲线，但当流量持续减小时Ml方案体现出其特有的优势，使得特性曲线在O.1-0.6范围内很好的避免了向低转速方向弯曲。通过对水轮机工况全特性曲线的分析，可以得到这样的结论：非同步导叶的使用可以有效解决水泵水轮机机组在水轮机工况启动并网所存在问题；并且在预开导叶开度一定吋，同步导叶开度越大，对xx“S”形区域效果越好。

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