污水處理廠尾水發(fā)電站水輪機(jī)全流場的CFD分析.pdf

1、水電是可再生的清潔能源，是中國能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展提速以及城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，社會電力需求緊張的矛盾開始凸現(xiàn)。同時隨著水力資源的開發(fā)，可利用的高水頭資源已經(jīng)越來越少，所以低水頭水電開發(fā)逐漸引起各方面的廣泛關(guān)注。在這種情況下，我國第一個污水水處理廠尾水發(fā)電站于2009年9月在重慶正式發(fā)電運(yùn)行。該項(xiàng)目綜合考慮了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、能源的節(jié)約、水環(huán)境的保護(hù)與開發(fā)利用，符合國家有關(guān)節(jié)能減

2、排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相關(guān)政策。作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范工程，為同行業(yè)開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究提供參考，具有較大的借鑒意義。
　　 水輪機(jī)作為水電站的核心部件，對水電站的運(yùn)行起著決定性的作用，水輪機(jī)技術(shù)的研究一直伴隨著水電的開發(fā)在不斷地發(fā)展。但是，國內(nèi)外的不少水電站也因一些尚未解決的技術(shù)問題導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)異常甚至過流部件的損壞，因此，還是存在著困擾水輪機(jī)安全高效穩(wěn)定運(yùn)行的一些技術(shù)難題筮待解決。另外，隨著機(jī)組容量和尺寸的逐步增大，水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速不斷提高，

3、人們對于混流式水輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性日益重視，這使得進(jìn)行水輪機(jī)內(nèi)部流場的模擬解析十分必要?？傊?，開展水輪機(jī)過流部件內(nèi)部的定常及非定常流動分析對于深入了解水輪機(jī)振動的內(nèi)在機(jī)理、改善水輪機(jī)的綜合水力性能、提高水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性具有十分重要的意義。
　　 本文以該污水處理廠尾水發(fā)電站的水輪機(jī)為參考，建立了該水輪機(jī)的全流道幾何模型，并應(yīng)用CFD軟件對其內(nèi)部流動進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過計(jì)算結(jié)果對水輪機(jī)內(nèi)部流動情況及性能進(jìn)行了分析。
　

4、　 本研究具體完成的工作內(nèi)容如下：
　　 一、根據(jù)所選水電站的實(shí)際水力參數(shù)，用Unigraphics軟件建立了該電站的蝸殼、導(dǎo)葉、尾水管等水輪機(jī)過流部件的三維幾何模型，并將建好的水輪機(jī)的三維模型導(dǎo)入gambit軟件中，對過流部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
　　 二、研究了利用Fluent軟件對水輪機(jī)各主要部件的邊界設(shè)定、參數(shù)選擇、求解計(jì)算等一系列軟件應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。將已經(jīng)做好的網(wǎng)格文件導(dǎo)入軟件后設(shè)置邊界條件并進(jìn)行計(jì)算。