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DL 446 1991水轮机模型验收试验规程

时间:2012-5-28 14:42:50 作者:标准吧 来源:DL 阅读:2694次
DL 446 1991水轮机模型验收试验规程

中华人民共和国电力行业标准

                          水轮机模型验收试验规程               

l  总则

1.1  为验证水轮机招标书及合同中所规定的水轮机水力性能的各项指标,特制定本规程作

为水轮机模型验收试验的准则。

1.2  本规程适用于反击式水轮机,包括混流式、轴流式、斜流式及贯流式的模型验收试验。

冲击式水轮机可作参考。

1.3  本规程仅限于水轮机水力性能的模型验收试验,不涉及水轮机的结构、强度、材料及

其他方面的问题。

1.4  验收试验通常包括以下项目:

1.4.1  水轮机能量特性(包括效率和输出功率特性)。

1.4.2  水轮机气蚀特性。

1.4.3  水轮机飞逸转速特性。

1.4.4  水轮机水压脉动特性。

1.4.5  水轮机的力特性。

1.5  用户提出的其它需要验收试验的项目,由双方协商进行。

1.6  本规程的解释权属于能源部水电站水轮机标准化技术委员会。

2  名词术语、定义、符号及计量单位

序号

名  词

术语

定    义

符号

计量单

 

2.1

 

2.2

 

2.3

 

2.4

 

2.5

 

 

2.6

 

 

2.7

 

2.8

 

2.9

 

 

2.10

水轮机

流量

额定流

单位流

过流面

水轮机

进口面

水轮机

出口面

平均流

压力(压

强)

水轮机

进口压

水轮机

每秒钟流过水轮机的水的体积

 

水轮机在额定水头、额定转速下发出额定功率

时所需要的流量

转轮直径为1m,在1m净水头下,水轮机所通

过的流量

与水流方向相垂直的过流断面积

 

指蜗壳进口商定的断面积

 

 

反击式水轮机取尾水管出口的断面积。冲击式

水轮机出口面积假定为无限大

 

流量除以过流面积

 

系统中任意点单位面积所受的力

 

 

水轮机进口中心处的压力

 

水轮机出口中心处的压力

Q

 

 

Qr

 

Q1

 

A

 

 

A1

 

A2

 

 

V

 

Pa

 

P1

 

P2

立方米每

秒,m3/s

立方米每

秒,m3/s

立方米每

秒,m3/s

 

平方米,m2

 

 

平方米,m2

 

平方米,m2

 

 

米每秒,m/s

 

牛顿每平方

米,Pa

牛顿每平方

米,Pa

牛顿每平方

 

 

 

2.11

 

2.12

 

2.13

 

2.14

 

 

2.15

 

2.16

2.17

2.18

 

2.19

 

 

2.20

 

 

2.2l

 

2.22

 

2.23

 

 

 

 

2.24

 

 

 

 

 

 

2.25

2.26

 

2.27

 

2.28

 

2.29

出口压

水的重

位置水

压力水

速度水

总水头

净水头

大气压

汽化压

吸出高

水轮机

输入功

水轮机

输出功

单位功

水轮机

效率

 

水轮机

加权平

均效率

 

 

 

 

 

转速

飞逸转

单位转

转轮直

水轮机

比转速

 

 

单位体积的水在空气中的重量

 

平均海平面或指定的基准面到测点的高程差

 

用水柱高度表示的系统中任意点的压力

 

用水柱高度表示的平均速度的平方除以两倍重

力加速度

hv=v2/2g

指定断面的位置水头、压力水头和速度水头

的总和(图1)

指水轮机作功用的有效水头

折合成试验水温下的气压水柱高度

试验水温下与汽化压力相应的水柱高度

 

水轮机规定的基准面至尾水位的高度(图2)

 

 

通过水轮机的水流所具有的水力功率

 

 

水轮机轴传递的机械功率

 

转轮直径为1m,在1m净水头下,水轮机发

出的功率

水轮机输出功率与输入功率的比值

 

加权平均效率

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程···和加权因子w1、w2、w3、…用算

术法求出。对应这些功率或流量的加权平均效

率以下式计算

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

水轮机轴每分钟的旋转次数

当甩去全部负荷,水轮机轴端负荷力矩为零时

的最大转速

转轮直径为1m,在1m净水头下,水轮机的转

水轮机模型转轮规定部位的直径

 

在1m净水头下,输出功率为1kW,水轮机的

转速

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

 

 

 

r

z

 

Hp

 

hv

 

 

H

 

Hn

ha

hva

 

Hs

 

 

PI(Nd)

 

 

PO(Nt)

 

P1’(N1’)

 

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

 

 

 

 

 

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

 

 

 

 

r

 

nr

n1,

 

D

 

ns

米,Pa

 

牛顿每立方

米,N/m3

米,m

 

米,m

 

米,m

 

 

米,m

 

米,m

米,m

米,m

 

米,m

 

 

瓦,W:千瓦,

kW

 

瓦,W:千瓦,

kW

瓦,W:千瓦,

kW

%

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

转每分,r/min

转每分,

r/min

转每分,

r/min

米,毫米,

m,mm

 m·kW

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图1

(a)反击式水轮机  立轴、梯形蜗壳、弯尾水管

                      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

(b)反击式水轮机  立轴、圆断面蜗壳、弯尾水管

                      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

(c)反击式水轮机  卧轴

                      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

(d)冲击式水轮机  卧轴

A:单嘴喷                  DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

B:双喷嘴

                      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图2

(a)低比速混流式:(b)高比速混流式:(c)转浆式、定浆式:

(d)正吸出高度:(e)负吸出高度

3  模型验收试验台

3.1  模型验收试验台的要求及选择应由用户在合同中提出。试验台要能满足验收试验项目、

各种试验参数的测量精度和运行稳定的要求。

3.2  能量特性、气蚀特性和其它特性的验收试验应在同一试验台进行。特殊情况下经双方

协商同意也可分别在不同的试验台进行。

3.3  试验水头:

3.3.1  反击式水轮机的能量特性、气蚀特性及其它特性的试验可以使用不同的试验水头。

3.3.2  能量试验水头:轴流式不小于4m;混流式、斜流式不小于20m;冲击式不小于40m。

3.3.3  气蚀试验水头:轴流式不小于1Om(在偏离最优运行区可适当降低水头);混流式、斜流式不小于20m:轴流式及贯流式若原型水头低于1Om时,可按原型水头进行试验。

3.3.4  水压脉动的试验水头,应不低于气蚀试验水头。

3.4  雷诺数Re的最小值及计算公式见表1。

表l

    型  式

  轴流式

  混流式、斜流式

    冲  击  式

  DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程  大于

   DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

   DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

Dsmin  (尾水管最小进口

         直径)

Bmin(水斗最小宽度或

      最小高度)

中高比速混流式、轴流式、斜流式及

贯流式

    D≥350mm

低比速混流式    D≥250mm

  水斗式水斗宽度B1

    80mm

  斜击式水斗高度B1

    80mm

3.5  试验水头必须是稳定的。要求测量流量、转速及力矩的过程中,水头波动的最大与最

小之差,不得大于±0.5%。

3.6  试验水头上下游测量点布置:为能准确地测定水轮机的净水头,上游测点应布置在蜗

壳进口断面,下游测点应布置在尾水管出口断面。参照图l(a)、(b)、(c)、(d)所示。流速水头可按断面的平均流速值计算。

3.7  为防止进入空气,进口处淹没水深,水面应高出进口断面最高点1m以上。

    出口处淹没水深,水面应高出尾水管出口断面最高点0.5m以上。

3.8  模型水轮机进口水流应是无旋的,流速应是均匀分布的。

3.9  模型水轮机组和流量测定装置之间不得另有进水或漏水。

3.10  试验用水质应是清洁透明不含有固体杂质。试验过程中最高水温不得超过35℃。

3.11  气蚀试验过程中产生气泡和析出气体时,应保证水头、流量测量仪表的正常工作不受

影响。全封闭试验系统在每次更换或补充新水后,为了尽可能地排除游离的气体分子和气泡,

一般应在真空度7~8mH20(1mH20≈9.8kPa)下运行约1h,方可进行正式试验。

3.12  气蚀试验过程中最大真空度一般不超过8mH20。在标准大气压力为0.1MPa、水温为

20℃时水中空气总含量不得低于0.2%的水容积。

3.13  用于模型验收的试验台,必须经过正式鉴定,并持有鉴定合格证明。试验台的精度,

应达到模型效率的综合误差不大于±0.3%,重复误差不大于±0.15%:用户根据需要也可选

择综合误差为±0.3%~±0.5%,重复误差为±0.15%~±0.25%。凡综合误差大于±0.5%,

不作为验收试验之用。

3.14  试验台的实际精度,依模型验收试验时率定结果为准。

4  模型水轮机组

4.1  模型水轮机组,应由制造厂提供包括自蜗壳进口至尾水管出口的全部通流部件。

4.2  模型转轮直径,轴流式、斜流式、贯流式及中高比速混流式D≥350mm。低比速混流

式D≥±250mm;水斗式的水斗宽度及斜击式的水斗高度B1≥80mm。

    不同型号的水轮机转轮直径D取以下部位作为基准值:

    a.轴流式及贯流式:D=D1,D1为转轮叶片轴线外缘处的最大直径(图3)。

    b.斜流式:D=D1,D1为转轮叶片轴线外缘处的最大直径(图3)。DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图3

c.混流式:D=D2,D2为转轮叶片出水边和下环相交处的直径(图4)。

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图4

d.冲击式:D=D1,D1为转轮节圆直径(图5)。DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程图5

4.3  模型机组的通流部件,蜗壳、座环、导叶、底环及转轮等,均应严格按制造厂的设计

图纸制作。尾水管应按与原型几何相似的图纸制作。

4.4  模型机组的通流部件,蜗壳、座环、导叶、底环、转轮室及尾水管等的几何形状按设

计图纸的允许偏差应符合表2的要求。各部件表面粗糙度,应符合表3的要求。

表2  水轮机模型通流部件几何形状允许偏差值

 

    项    目

    偏差%

    备    注

 

    反

    击

    式

蜗  壳

进口内径Do

尺寸A、B、C、D

中心距R

    士1.0

    士2

    士2

 

 

    水

    轮

    机

座  环

内、外圆直径Da 、Db

圆弧半径R

固定导叶高度Bo

固定导叶翼型

    士0.4

    士2

士0.4

    士3

对导叶最大厚度的

比值

 

导  叶

导叶高度B

分布圆直径D

L1、L导叶翼型

    士0.2

    士0.2

    士l

    士3

对导叶最大厚度的

比值

 

底  环

内圆直径Dd

圆弧半径R

    士0.1

    士2

 

 

 

转轮室

喉部直径D4

转轮室直径De

    士0.2

    士0.1

 

尾水管

进口内径Ds

L1、H1、H2、W1、W2

W

    土1

    士2

 

 

引水管

进口内径Ds

外形尺寸A、B、C、D

中心距R

    士1

    士2

    士2

 

    冲

机    壳

外形尺寸

    士2

 

    击

    式

喷    管

内径DP

长度LP

    士0.5

    士2

 

    水

    轮

    机

喷    嘴

内径Dn

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程型线

    士0.3

    士0.25

    士l

对Dn的比值

喷    针

外径Dm

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程型线

    士0.3

    士0.25

    士l

对Dm的比值

表3  水轮机模型过流表面粗糙度

    反击式水轮机

    冲击式水轮机

粗  糙  度

 

  喷嘴、喷针头过流表面

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    活动导叶

    喷管、过流表面

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  座环、固定导叶、底环、转轮

室、导流锥、顶盖等过流表面

 

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表4水轮机模型装配尺寸要求

项    目

允  许  值  %

备    注

a

b

c

d

e

f

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程p1

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程a0

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程a1

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程K

0.1>a>O.05

>0.1

0.1>c>0.05

≈0.5

0.1 >e>0.035

<1

+0.2

+2

+0.5

+0.25

对所在点直径的比值

对导叶高度的比值

对转轮直径的比值

对转轮体直径的比值

对转轮直径的比值

对水斗宽度的比值

节圆的允许偏差,对D1的比值

对最优平均开度的比值

 

对D1的比值

4.6  为观测水流流态,模型部件局部可用透明的非金属材料制作,但必须保证部件表面的

粗糙度及加工精度,并有足够的刚度。

4.7  叶片可转动的水轮机,在改变叶片放置角度时,必须保持叶片轴线位置不变动,也不

得另行调整叶片和转轮室的间隙。单个叶片转角的偏差不得大于±0.25

4.8  模型机组各通流部件的连接处,须保持表面平整、光滑。

4.9  模型水轮机组,必须按照设计图纸检查通流部件的几何形状及尺寸,并记录在案,几

何形状及尺寸的检查是模型验收试验的一项重要要求。如尺寸有变化,则按模型验收试验时

的几何形状及尺寸作为检查原型水轮机几何相似的依据。

4.9.1  检查蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、转轮室及尾水管的主要尺寸。检查固定导叶、活动导叶及转轮叶片的数量。检查转轮间隙和导叶间隙。检查冲击式水轮机的水斗及机壳的主要尺寸,并检查水斗和喷嘴的数量。

4.9.2  转轮的型线及尺寸检查:

    a.混流式水轮机,用测绘仪或样板至少检查叶片上、中、下三个断面的进出口形状及开口尺寸(图7、图8)。检查转轮进出口中间截面处的叶片安放角度(表5、表6)。

    b.轴流式水轮机,用测绘仪或样板检查叶片进口翼形。检查叶片至少四个截面处的型线。检查所选定的截面厚度至少要有5~7个测点(表7)。

    c.斜流式和贯流式水轮机转轮的检查与轴流式相同。

    d.冲击式水轮机,用样板检查水斗的两个截面。测定水斗相对于径向方向的倾斜角度。

用样板检查喷嘴和喷针的形状(表8)。

    e.用户提出的其他检查项目。

    (表2~表8的项目符号参照图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10)。

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图6

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图7

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图8

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图9

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图10

表5  混流式水轮机模型转轮检查部位及允许偏差

项    目

允  许  偏  差

备    注

平均值%

单个值%

D1、D3

D2、D4

D5、D6

h1、h2、h3

士0.20

士0.25

 

士0.50

士0.40

士0.35

 

士0.75

对所在圆直径的比值

按加工图检查

表6混流式水轮机模型转轮径向和端面跳动检查部位及允许值

项    目

跳 动 值 %

备    注

A

B

C

0.2

0.1

0.01

        对所在圆直径的比值

表7轴流式及斜流式水轮机模型转轮检查部位硬允许偏差表

项    目

允许偏差%

备    注

D1

D2、D3、D4

D5

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

按转轮室尺寸根据表6确定

士0.1

 

土0.25

按加工图检查

表8  水路式水轮机转轮模型检查部位及允许偏差表

 

项    目

允 许 偏 差 %

备    注

 

B1

T

Lb

土l

士10

土l

 

对设计最大厚度的比值

相对B1的比值

H

D

P

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

E

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

士0.5

士0.5

士2

士1o

士0.5

士1o

士1o

相对B的比值

 

 

 

对B的比值,分水刃错位

 

4.10样板或其他特殊量器具由模型水轮机制造单位提供。样板要根据允许的误差(不大于叶片型线误差)进行检查。

5  模型试验保证值的验证

    验证试验前制造厂应提供验证需要的各种资料,包括综合特性曲线,各导叶开度的DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程曲线,的曲线,飞逸转速特性曲线及等水压脉动线以及其他验证有关的曲线和数据。

5.1效率与功率保证:验证水轮机的最高效率、最高水头、设计水头、额定水头及最低水头各工况下的效率、功率以及加权平均效率。

5.2 效率及功率保证值,一般应在电站装置气蚀系数条件下进行验证。经用户同意也可以在无气蚀条件下进行验证。

5.3如果用模型水轮机效率换算为原型水轮机的效率时,应按合同中规定的公式进行。如合同中未规定换算公式及办法,建议用下述公式进行换算:

    轴流式水轮机用胡顿(Hutton)公式

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程               (1)

其效率修正值按下式计算

          (2)

混流式水轮机用莫迪(Moody)公式

                                                 (3)

其效率修正值按下式计算

           

                                      (4)

式中取K=0.5~1.0。

冲击式水轮机则按下式

                                                               (5)

以上式中   ——模型水轮机最高效率,%;

              ——原型效率,%;

              DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——模型效率,%;

               DP——原型转轮直径,m;

               Dm——模型转轮直径,m;

               Hp——原型净水头,m:

     Hm——模型净水头,m;

               Yp——原型液体的动力粘滞性系数,m2/s;

               Ym——模型液体的动力粘滞性系数,m2/s。

5.4  水压脉动保证:根据合同规定,验证水压脉动特性及其振幅和频率。

5.5  气蚀保证:根据合同中规定和用户要求的工况点,验证装置气蚀系数,临界气蚀系数

及初生气蚀系数,给出相应的气蚀照片,并用草图描述其部位及形态。

5.6  由模型试验得出的每个试验工况点的数据,如换算到原型水轮机的流量Qp、功率Pp

及转速,np,可按下列公式进行

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                    (6)

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                    (7)

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                     (8)

6  模型验收试验各种参数测量及误差

6.1  流量测量方法及误差

6.1.1  流量测量方法:

    a.原级法:称重法、容积法。

    b.次级法:电磁流量计、涡轮流量计、文德里管及量水堰等。

6.1.2  采用称重法或容积法时向称重容器内或容积池内充水时间不得少于1OOs。分流装置

的切换和充水计时要准确。

6.1.3  采用电磁流量计、涡轮流量计、文德里管及量水堰测量流量时,流量计须用原级法进行原位率定。

6.1.4  流量测量的误差(局):

    称重法要求测量误差小于±0.15%;

    容积法要求测量误差小于±0.20%;

    电磁流量计及涡轮流量计要求测量误差小于±0.25%;

    文德里管及量水堰要求测量误差小于±0.35%。

6.2  水头测量方法及误差

6.2.1  水头测量可用压力传感器、差压传感器、旋转活塞压力计及其它高精度的水头计。

6.2.2  水头测量的误差(fH)要求小于±0.1%。

6.3  功率测量方法及误差

    模型水轮机的输出功率一般是以测功装置测量水轮机轴的力矩和转速来实现的。

                                DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                                (9)

式中  Po——模型水轮机轴的输出功率;

      M——模型水轮机轴的力矩;

      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——模型水轮机旋转的角速度。

6.3.1  功率测量可用测功电机、扭矩仪及其他测功装置。测功装置应有良好的稳定性和具有较高的灵敏度。

6.3.2  测功臂要求用受外界温度影响较小的金属材料制作。臂长测量的误差(无)应小于±0.02%。如受外界温度的影响臂的长度变化较大时,应按材料的膨胀或收缩系数进行修正。

6.3.3  测量力矩的平衡力,用国家级标准砝码或经过率定的电气负荷传感器均可。平衡力测量的误差(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)要求小于±0.12%。

6.4  转速测量方法及误差

6.4.1  转速测量的一次信号装置必须与模型水轮机轴刚性连接,并确保无相对运动。

6.4.2  转速测量,可用电磁感应或光电脉冲发生器,以及其他转速测量仪器。

6.4.3  在转速测量过程中,转速波动值不得大于±0.25%。

6.4.4  测量飞逸转速时,一般应使主轴与测功装置脱开,或者在不脱开情况下调整轴端负荷力矩为零。

6.4.5  转速测量的误差筛)要求小于±0.1%。

6.5  其它测量参数及误差

6.5.1  吸出高度测量:测量误差一般要求小于±0.2%。

6.5.2  大气压测量:测量误差一般要求小于±0.2%。

6.5.3  真空度测量:测量误差一般要求小于±0.2%。

6.5.4  水温测量:测量误差一般要求小于±0.2℃。

6.6  水轮机模型效率(/Tm)

模型效率根据所测量的各项参数,如水头、流量、力矩及转速等以下式表示

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                         (10)式中  K=DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程30;

      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

      DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——测功机力矩平衡力,N;

       L——测功臂长度,m;

       n——水轮机转速,r/min;

       Hn——试验净水头,m;

       Q——水轮机的流量,m3/s;

       Y——水的重度,N/m3

6.7  试验参数测量的综合误差

    综合误差应包括系统误差和随机误差两部分:系统误差取决于测量方法及测量仪表的率

定结果:而随机误差则按通常的统计学原理确定应有足够多的观测次数,以使随机误差减少

到可能的最小值。

    模型效率的系统误差DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程以下式计算

                DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                     (11)

式中DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——流量的相对误差,DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

   DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程—一净水头的相对误差,DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——平衡力的相对误差,DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——转速的相对误差,DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程——力臂的相对误差,DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

    模型效率的随机误差DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程应小于±0.1%。

    水轮机模型效率的综合误差(相对不确定度)以系统误差和随机误差的方和根求出:

                           DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                (12)

6.8  水轮机气蚀系数(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)

  水轮机气蚀系数DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程按下式计算

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程                     (13)

式中  ha——大气压,mH20;

      hva——水的饱和汽化压力,mH20;

      hvt——尾水管出口水面上的真空度,mH20;

      Hs——吸出高度,mH20。

6.9  气蚀系数测量误差(fo)

气蚀系数测量误差(fo)以下式计算

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程          (14)

式中  fa——大气压的误差,一般要求不大于±0.2%;

      fva——水的汽化压力的误差,一般要求不大于±0.2%;

      fvt——尾水管出口水面上真空度的误差,一般要求不大于±0.2%;

      fs——吸出高度的误差,一般要求不大于±0.2%;

      fHn——试验净水头的误差,一般要求不大于±0.5%。

6.10  在验收试验前后对主要测量仪表均应进行原位率定。在验收试验过程中,如果用户对

测量精度提出质疑时,试验方应重新进行检查和率定。

    水银重度随温度的变化,水的汽化压力随温度的变化,水的重度随纬度、温度及海拔高

度的变化,水的动力粘性系数随温度的变化以及重力加速度随纬度及海拔高度的变化等的修

正值,参照表9、表10、表11、表12及表13。

表9  水银重度随温度变化的修正值

温  度  ℃

0

5

10

15

20

重度kgf/m3

13596

13583

13571

13559

13546

温  度  ℃

25

30

35

40

45

重度kgf/m3

13534

13522

13509

13497

13485

注: 1 kgf/m3≈9.8N/m3

 

                     表10  水的汽化压力随温度变化的修正值

温  度

汽化压力

mH20

温  度

汽化压力

mH20

温  度

汽化压力

mH20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0.0623

0.0670

0.0719

0.0772

0.0829

O.0889

0.0953

0.1021

0.1093

0.1170

0.1252

0.1338

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

0.1430

0.1527

0.1630

0.1739

0.1855

0.1977

0.2106

0.2243

0.2387

0.2540

0.2700

0.2870

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

0.3049

0.3238

0.3437

0.3647

0.3867

0.4100

0.4344

0.4601

0.4871

0.5155

0.5454

0.5767

注:1mH20≈9.8kPa。

表11  水的重度(Y)随纬度、温度、海拔高度变化的修正值(kgf/m3)

纬  度

温    度    ℃

 

0

4

10

20

30

40

 

海平面

0

10

20

30

40

接近45

50

60

70

1000m

O

10

20

30

40

接近45

50

60

70

2000m

0

10

20

30

40

接近45

50

60

70

4000m

0

10

20

30

 

996

996

997

997

998

999

999

1000

1001

 

996

996

996

997

998

998

999

1000

1000

 

996

996

996

997

998

998

999

1000

1000

 

995

995

996

996

 

996

996

997

997

998

999

999

1000

1001

 

996

996

997

997

998

999

999

1000

1000

 

996

996

996

997

998

998

999

1000

1000

 

995

995

996

997

 

996

996

996

997

998

998

999

1000

1001

 

996

996

996

997

998

998

999

1000

1000

 

995

996

996

997

998

998

999

1000

1000

 

995

995

996

996

 

991

995

995

996

997

997

998

998

999

 

994

994

995

995

996

997

997

998

999

 

994

994

995

995

996

996

997

998

999

 

993

994

994

995

 

992

992

992

993

994

994

995

995

996

 

992

992

992

993

994

994

995

996

996

 

991

992

992

993

994

994

994

995

996

 

991

991

992

992

 

988

989

989

990

990

991

991

992

993

 

988

988

989

989

990

991

991

992

993

 

988

988

989

989

990

991

991

992

993

 

988

988

988

989

 

    40

    997

    997

    997

    996

    993

    989

    接近45

    998

    998

    998

    996

    994

    990

    50

    998

    998

    998

    997

    994

    990

    60

    999

    999

    999

    997

    995

    991

    70

    1000

    1000

    1000

    998

    995

    992

表12  水的动力黏性系数(μ)随温度变化的修正值

水  温

动力粘性系数v

×106m2/S

水  温

动力粘性系数y

×106m2/S

O

5

10

15

1.787

1.514

1.304

1.137

20

25

30

35

1.002

0.891

0.798

0.645

表13  重力加速度(g)随纬度及海拔高度变化的修正值

纬  度

平均海平面以上的高度m

0

1000

2000

3000

4000

0

10

20

30

40

50

60

70

9.780

9.782

9.786

9.793

9.802

9.811

9.819

9.826

9.777

9.779

9.783

9.790

9.799

9.808

9.816

9.823

9.774

9.776

9.780

9.787

9.795

9.804

9.813

9.820

9.771

9.773

9.777

9.784

9.792

9.801

9.810

9.817

9.768

9.770

9.774

9.781

9.789

9.798

9.807

9.814

7  模型验收试验程序

7.1  能量试验

7.1.1  效率及功率试验,一般选取额定工况导叶开度ao=40%~110%的范围。导叶开度间隔

为10%左右。根据用户的要求也可以扩大试验范围。

7.1.2  至少选定2个导叶开度的DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程曲线进行重复验证,其中1个导叶开度在最优效率区,其他需要验证的工况由用户在综合特性曲线上选定。

7.1.3  叶片可转动的水轮机,叶片转角间隔定为5O,对最优效率的转角及水电站的额定工

况点、设计工况点要进行重复验证。

7.2  气蚀试验

7.2.1  除用能量法(即外特性法)来确定临界气蚀系数(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)外,同时用闪频仪观察初生气蚀系数、电站装置气蚀系数和临界气蚀系数时的叶片上气泡发生的部位及发展过程,并描绘其气泡覆盖面积、长度及气穴特征,并进行摄影。初生气蚀系数(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)根据气泡发生情况可由双方协商确定。

7.2.2  气蚀特性试验的曲线以横坐标为气蚀系数DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,纵坐标为水轮机效率DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,单位功率DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

及单位流量DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,绘制出以下三条曲线。

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,效率与气蚀系数曲线:

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,单位功率与气蚀系数曲线;

    DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程,单位流量与气蚀系数曲线。

7.2.3  临界气蚀系数(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)的选取,建议以DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程线为主,并参考DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程线及DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程线。

7.2.4  临界气蚀系数(DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程)的确定可参考以下办法,在合同中应明确规定。

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图11

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图12

DL 446-1991?水轮机模型验收试验规程

图13

    a.与无气蚀工况效率相比,效率开始变化时的气蚀系数,见图11。

    b.与无气蚀工况效率相比,效率降低1%时的气蚀系数,见图12。

    c.无气蚀工况的效率线与效率急剧下跌线交点处的气蚀系数,该下跌线系由至少三个测点连成的直线,见图13。

    d.也可按双方协商的其它办法选取。

7.3  验证飞逸转速特性,一般应在电站装置气蚀系数条件下进行。

7.4  验证水压脉动特性,应以尾水管上商定部位的水压脉动为主。根据合同要求也可以验

证蜗壳、顶盖等部位的水压脉动幅值及频率。

7.5  验证力特性主要包括轴向水推力、导叶总水压力及水力矩的特性。叶片可转动的水轮

机还应验证叶片所受的最大扭矩。

7.6  本规程中未说明的项目试验办法、精度要求,可由合同(协议)双方协商确定。

8模型验收试验的组织等事项

8.1  模型验收试验时按合同规定,应由用户组成验收小组。承担模型验收试验的一方负责

试验事宜。制造厂应派出技术人员负责解答有关的技术问题。必要时可以聘请各方同意的监

督和仲裁人。

8.2  验收试验大纲与试验工作日程由双方协商确定。

8.3  验收试验大纲应包括以下主要内容:

8.3.1  模型验收试验台的具体要求;

8.3.2  模型验收试验项目;

8.3.3  模型水轮机组的检查及测量仪器率定;

8.3.4  各项验收试验工况点的选定:

8.3.5  要求完成的验收成果,包括各种特性曲线、数据、图表和通流部件的几何形状及尺寸。

8.4  验收试验报告一般应包括以下主要内容:

8.4.1  有关模型验收试验的各项记事、文件及资料;

8.4.2  验收试验项目;

8.4.3  参加验收试验人员名单;

8.4.4  试验台及模型水轮机组的说明;

8.4.5  进行试验的过程及测量仪器率定方法的介绍;

8.4.6  至少有一个测程从原始数据至最终结果的详细计算例子;

8.4.7  测量仪表的率定,各种试验参数测量误差的分析;

8.4.8  试验成果及其评价;

8.4.9  经双方签字的验收试验结论;

8.4.10  双方负责人在报告上签字。

附加说明:

本标准由能源部水电站水轮机标准化技术委员会提出并归口。

本标准由水利水电科学研究院水力机电所负责起草。

本标准主要起草人:王钟兰。中华人民共和国电力工业部

2694
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