本文選題：水電站　切入點：引水系統(tǒng)　出處：《河北工程大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：水電站運行出力不足的現(xiàn)象時有發(fā)生，尤其是小水電站。這不僅影響著水電站的經(jīng)濟(jì)效益，而且造成了水力資源的浪費。目前，可通過模型試驗、實地測驗和數(shù)值模擬的方法來尋求問題的原因所在。由于前兩種方法的費用較高，考慮到小水電站的經(jīng)濟(jì)承受能力，本文采用數(shù)值模擬方法，以邯鄲涉縣臺莊小水電站為例，對其水輪機(jī)組出力不足的原因進(jìn)行了分析。通過對其引水系統(tǒng)的數(shù)值仿真，發(fā)現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，然后對其做了優(yōu)化改型設(shè)計，數(shù)值模擬結(jié)果顯示改型后水頭損失較改型前有明顯降低。 首先，對臺莊水電站引水系統(tǒng)建立三維計算域，并進(jìn)行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。其中，蝸殼采用四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，其余采用六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，從而為得到精確的計算結(jié)果奠定了基礎(chǔ)。 其次，應(yīng)用不同的數(shù)值求解軟件對計算模型分別進(jìn)行求解。實踐表明，使用Fluent軟件對明渠至壓力鋼管進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值計算，使用CFX軟件對蝸殼進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值求解，這樣計算既容易快捷，又可獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。計算結(jié)果表明，壓力鋼管進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，，造成很大的水頭損失，導(dǎo)致水輪機(jī)出力減小，達(dá)不到額定出力，其余地方結(jié)構(gòu)設(shè)計都滿足工程需求。 最后，根據(jù)水電站實際情況，對結(jié)構(gòu)不合理的壓力管道進(jìn)水口進(jìn)行局部優(yōu)化改型。對改型后的設(shè)計進(jìn)行了數(shù)值仿真，較改型前水頭損失有明顯降低。 本文研究結(jié)果對改進(jìn)該水電站引水管道進(jìn)水口設(shè)計方法、提高其工作性能具有重要的理論和實際指導(dǎo)意義。
[Abstract]:The phenomenon of insufficient operation of hydropower stations, especially small hydropower stations, occurs from time to time, which not only affects the economic benefits of hydropower stations, but also results in the waste of hydraulic resources. Because the cost of the first two methods is high, considering the economic bearing capacity of the small hydropower station, this paper adopts the numerical simulation method, taking Taizhuang small hydropower station in Shexian County, Handan, as an example. This paper analyzes the causes of the insufficient generating force of its hydraulic turbine sets. Through the numerical simulation of its water diversion system, it is found that the local structure design is unreasonable, and then the optimization and modification design of the local structure is made. The numerical simulation results show that the head loss after modification is obviously lower than that before modification. First of all, a three-dimensional computational domain is established for the diversion system of Taichuang Hydropower Station, and a high quality mesh division is carried out. Among them, the volute uses tetrahedron unstructured meshes, and the others use hexahedron structural meshes. Thus, it lays the foundation for obtaining accurate calculation results. Secondly, different numerical solution software is used to solve the calculation model respectively. The practice shows that the transient numerical calculation of open channel to penstock is carried out by Fluent software, and the steady state numerical solution of volute case is carried out by CFX software. The calculation results show that the structure of the penstock inlet is not reasonable, resulting in a great loss of water head, resulting in the reduction of the turbine output force and the failure to reach the rated output force, the calculation results show that the design of the intake structure of the penstock pipe is not reasonable, resulting in a great loss of water head. The rest of the local structures are designed to meet engineering needs. Finally, according to the actual situation of the hydropower station, the local optimization modification of the inlet of the pressure pipeline with unreasonable structure is carried out. The numerical simulation of the modified design is carried out, and the loss of the head of the water head is obviously reduced compared with that before the modification. The results of this paper are of great theoretical and practical significance for improving the design method of the intake of the diversion pipeline of the hydropower station and improving its working performance.
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV732

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本文編號：1654441