2 比转速分析

2 比转速分析

水泵水轮机比转速的高低,将直接影响到机组尺寸、重量、空化性能及运行稳定性等。比转速选得过低,则会加大机组尺寸和重量,增加机组造价和土建投资;另外,随着比转速的降低,转轮形状变得扁平,流道也变得窄长,在高水头下流道内流速加大,水力损失增加,机组效率也随之下降。比转速选得过高,虽然可以减少机组尺寸和重量,降低机组造价和工程投资,但会受到空蚀、泥沙磨损等因素的制约,需要更大的淹没深度。随着可逆式水泵水轮机技术的不断发展,水力设计、模型试验水平、设备加工工艺的不断提高,以及新材料、新工艺的不断应用,比转速也在不断提高。

根据若干统计公式计算溧阳电站水轮机工况和水泵工况比转速值汇总表,分别见表1和表2。

表1 用统计公式计算溧阳抽水蓄能电站的水轮机工况比转速

注 水轮机工况比转速nst=(m·kW),Kt=

表2 用统计公式计算溧阳抽水蓄能电站的水泵工况比转速

注 水泵工况比转速nsp=(m·m3/s),Kp=

从以上统计公式计算结果看出,适合于溧阳抽水蓄能电站水轮机工况比速系数以在2000~2500之间选择,水泵工况比速系数以在2500~3500之间选择为宜。另外,国内外各制造厂商按照各自的水泵水轮机设计制造水平为溧阳抽水蓄能电站提供的初步咨询方案,额定水头处水轮机工况比速系数在2300~2600之间,最低扬程处水泵工况比速系数在3000~3500之间。根据当今可逆式机组的发展趋势,对主要电站的比转速水平作了统计,分别见图1和图2。

鉴于以上分析,溧阳抽水蓄能电站水轮机比速系数Kt拟在2000~2600之间选择,相应比转速nst=124.3~161.6 m·kW;水泵比速系数Kp拟在2800~3500之间选择,相应比转速nsp=46.4~58.0m·m3/s。