水泵水轮机主要技术参数解析

四、水泵水轮机的主要技术参数

水泵水轮机的工作参数是用来表征水泵水轮机本身的性能、特点及其所处的工作状态的特征值。水泵水轮机和常规的水轮机或水泵一样，最基本的工作参数有水头（或扬程）、流量、转速、出力（或功率）、效率等，现分述如下：

（一）水头H_T和扬程H_P

1.水头H_T

水轮机水头为水轮机进口断面与出口断面水流单位能量之差，用H_T表示，单位为m。

（1）水电站毛水头

水电站的毛水头是指水电站上下游的水位差，单位为m。

（2）水轮机的工作水头

水轮机工作水头是指水轮机做功用的有效水头，为水轮机进口与出口测量断面的总能量差，也称为净水头。

（3）水轮机最大水头

水轮机的最大水头为电站最大毛水头减去一台机空载运行时引水系统水头损失后的工作水头，用H_max表示，单位为m。

（4）水轮机最小水头

水轮机的最小水头为电站最小毛水头减去在该水头下与水轮机发出允许功率相应的引水系统水头损失后的工作水头，用H_min表示，单位为m。

（5）水轮机额定水头

水轮机的额定水头为水轮机在额定转速下输出额定功率时所需的最小水头，用H_r表示，单位为m。

（6）水轮机设计水头

水轮机的设计水头为水轮机最高效率点运行时的净水头，用H_d表示，单位为m。

2.扬程H_P

水泵扬程为蓄能泵出口与进口测量断面的水头差，用H_P表示，单位为m。

（1）水泵零流量扬程

水泵零流量扬程指蓄能泵在额定转速运行且流量为零时的扬程，用H_P0表示，单位为m。

（2）水泵最大扬程

水泵最大扬程为在规定运行条件下允许达到的扬程最大值，用H_Pmax表示，单位为m。

（3）水泵最小扬程

水泵最小扬程为在规定运行条件下，允许达到的扬程最小值，用H_Pmin表示，单位为m。

（二）流量Q

1.水轮机流量

水轮机流量为单位时间内通过水轮机进口测量断面的水的体积，用Q表示，单位为m³/s。

（1）额定流量Q_r

额定流量Q_r是指水轮机在额定水头和额定转速下，输出额定功率时所需的流量。

（2）空载流量Q₀

空载流量Q₀是指水轮机在额定水头和额定转速下，输出功率为零时的流量。

2.水泵流量

水泵流量是指单位时间内通过蓄能泵出口测量断面的水的体积，用Q_P表示，单位为m³/s。

（1）水泵最大流量Q_Pmax

水泵最大流量Q_Pmax是指在规定的范围及额定转速下，蓄能泵允许输出的最大流量。

（2）水泵最小流量Q_Pmin

水泵最小流量Q_Pmin是指在规定的范围及额定转速下，蓄能泵允许输出的最小流量。(www.xing528.com)

（三）转速n

水泵水轮机转速为单位时间内转轮旋转的次数，用符号n表示，单位为r/min。

（1）额定转速n_r

额定转速n_r是指水泵水轮机按电站设计时选定的稳态转速。

（2）飞逸转速n_run

飞逸转速n_run是指轴端负荷力矩为零时水泵水轮机可能达到的最高稳态转速。

（四）功率P

功率为单位时间内水流对转轮所做的功，用符号P表示，单位为kW。

（1）水轮机额定出力

水轮机额定出力（输出功率）为额定水头和额定转速下水轮机能连续发出的最大功率。

（2）水泵输入功率

水泵输入功率为传递给水泵主轴的机械功率。

（3）水泵最大输入功率

水泵最大输入功率为水泵在额定转速和最大流量时所需的功率。

（4）水泵零流量功率

水泵零流量功率为水泵在额定转速下，流量为零时的输入功率。

（五）效率η

效率是指输出功率与输入功率之比。水泵水轮机在作水轮机和水泵运行时的效率分别为：

（六）比转速

（1）水轮机比转速n_S

水轮机比转速是指几何相似的水轮机在水头为1m、输出功率为1kW时的转速，代表了水力机械的综合性能。

式中：n_s——水轮机比转速，m·kW；n——水轮机转速，r/min；P——水轮机输出功率，kW；H——水轮机水头，m。

（2）水泵比转速n_q

水泵比转速为几何相似的水泵在扬程为1m，流量为1m³/s时的转速。

式中：n_q——蓄能泵或水泵水轮机泵工况的比转速，r/min；n——蓄能泵的转速，r/min；Q——蓄能泵的流量，m³/s；H——蓄能泵的扬程，m。

（3）水轮机比转速与水泵比转速的关系

水轮机比转速与水泵比转速两者之间的关系为

n_s＝3.13n_q

（七）吸出高度

吸出高度，又叫吸出高程，是指机组设计尾水水位与水轮机中心线之间的高程之差，用H_s表示，它决定了电站的空化系数。在水泵水轮机设计时，可通过选择合适的吸出高度来控制真空值，以达到避免空化和空蚀的目的。

以国内某大型抽水蓄能电站为例，其水泵水轮机主要技术参数如表2-1-2所示。

表2-1-2　某大型抽水蓄能电站水泵水轮机主要技术参数