江厦潮汐试验电站二期机组流道全模拟试验

在江厦潮汐试验电站二期工程中，由于机组进出口流道已定，而单机容量比原来增大了1.4倍，灯泡比由0.8增至0.9，运行工况也由四种增至六种，这就需要将转轮在江厦潮汐试验电站流道中做全模拟试验。图3-5为700kW机组流道图。

图3-5　700kW机组流道图（单位：mm）

可用于江厦潮汐试验电站的转轮有可正反向发电、正反向泄水的四种运行工况的1号机（GZN005）转轮和有正反向发电、正反向泄水和正反向水泵等六种运行工况的F03（SGZ4—25）转轮。为比较两者的性能，将两种转轮在同一流道上作同台试验。试验在河海大学（原华东水利学院）的双向水泵水轮机能量试验台上进行，在两个平水塔中间装设模型机组段，通过改变水系统实现六种工况。

试验台主要设备包括：转轮直径φ250mm的双向贯流式水泵水轮机模型机组，容量为7.5kW的两用（发电机、电动机）直流测功电机，容量为40kW供水轴流泵，以及相应的交直流电源设备和测量仪器仪表等。

试验水头：上下游平水塔内装有测压管与连通管相接，两连管水柱之差即为试验水头，其变化范围为2～2.5m。

试验流量：采用薄板矩形全宽堰测量，未经容积法率定。公式如下：

其中　

式中：Q为流量，L/s；B为堰口宽度，m；h为堰顶水深，m；C为流量系数；D为堰高，m；D＜1，ε=0；D＞1，ε=0.55（D-1）。

试验台综合误差为±0.96%。原华东水利学院试验台布置图见图3-6。(www.xing528.com)

图3-6　试验台布置图（单位：cm）

1—测功电机；2—测速装置；3—正泵滚水口；4—模型机组；5—旁通管；6—溢流管；7—反泵滚水口；8—供水管；9—封板；10—平水栅；11—测压管；12—堰板；13—供水管

试验结果对比见表3-1和图3-7。试验结果表明：在H r=3m、nr=125r/min、D 1=2.5m条件下，F03转轮（3号机）真机正向工况最高效率比原转轮（1号机）高1.2%，反向工况效率相同。

表3-1　1号、3号机转轮同台试验结果对比

在反向工况效率同为67.6%时，F03转轮的出力可达545kW，而1号机转轮仅为492kW，两者相差达9.7%。况且F03转轮做过六种工况的模型试验，而1号机转轮仅做过四种工况的模型试验。因此，在江厦潮汐试验电站二期工程中选用F03转轮是合适的。

F03水轮机运转特性曲线见附图1，综合特性曲线见附图2。

图3-7　1号、3号机转轮同台试验比较

按郎斯潮汐电站运行经验，采用六种运行工况后，可使电站平均出力由45MW，增至65MW，总的抽水效率达到280%，即抽水消耗1度电，可再发出2.8度电。采用六种运行工况的F03转轮，也可为设计制造大型潮汐机组积累必要的经验。