基于CFD的混流式水轮机内部流道优化设计研究

摘要

针对混流式水轮发电机组转轮叶片头部区域破坏严重、机组运行时噪音较大、振动频繁等问题,文章在分析电站的水头、流量等特点的基础上,提出了增加活动导叶数量以及更换尾水管的优化设计措施。在额定工况下,采用CFD技术对改造前后机组的流场进行分析和对比。结果显示,改造后机组流场的顺畅性较之改造前有了较大的提升,转轮叶片头部区域的旋涡等现象消失,且尾水管的涡带水平降低、机组工作效率提升至预期水平。根据真机运行的结果显示,较之改造前,转轮叶片头部区域的破坏程度下降较多,机组的噪音明显减小,振动的频率显著下降,且额定工况下的效率达到了93%。由此可知,增加导叶数量和更换尾水管的方式能够提升组的水力特性。