污水處理廠尾水發(fā)電站水輪機全流場的CFD分析.pdf

1、水電是可再生的清潔能源，是中國能源結構的重要組成部分。近年來，我國經濟快速發(fā)展，隨著工業(yè)、農業(yè)的發(fā)展提速以及城市基礎設施建設步伐的加快，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)電運行。該項目綜合考慮了社會經濟發(fā)展的需求、能源的節(jié)約、水環(huán)境的保護與開發(fā)利用，符合國家有關節(jié)能減

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

3、人們對于混流式水輪機的運行穩(wěn)定性日益重視，這使得進行水輪機內部流場的模擬解析十分必要。總之，開展水輪機過流部件內部的定常及非定常流動分析對于深入了解水輪機振動的內在機理、改善水輪機的綜合水力性能、提高水輪發(fā)電機組的運行穩(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)電站的水輪機為參考，建立了該水輪機的全流道幾何模型，并應用CFD軟件對其內部流動進行了數(shù)值模擬，通過計算結果對水輪機內部流動情況及性能進行了分析。
　

4、　 本研究具體完成的工作內容如下：
　　 一、根據(jù)所選水電站的實際水力參數(shù)，用Unigraphics軟件建立了該電站的蝸殼、導葉、尾水管等水輪機過流部件的三維幾何模型，并將建好的水輪機的三維模型導入gambit軟件中，對過流部件進行網格劃分。
　　 二、研究了利用Fluent軟件對水輪機各主要部件的邊界設定、參數(shù)選擇、求解計算等一系列軟件應用的關鍵步驟。將已經做好的網格文件導入軟件后設置邊界條件并進行計算。