抽蓄机组甩负荷过程压力脉动及流动噪声仿真

冯俊，毛秀丽，郑源，陈帝伊，董正豪

(1.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014；2.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100；3.河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098)

水泵水轮机系统由于启停机频繁，诸如大幅度增减负荷、事故甩负荷，以及发电转调相等工况转换过程多变而复杂，当下几乎所有投运的抽水蓄能电站机组均存在不同程度的噪声、振动，以及部件使用寿命达不到设计标准等动力学问题[1-2].现有水泵水轮机在典型工况及过渡过程阶段运行时，出现压力脉动、振动异常、摆度超标、抬机、扫膛等现象屡见不鲜，主要原因可归结为机组内流场的瞬态不稳定性[3-4].因此开展水泵水轮机典型工况切换过程内流瞬态特性研究，不仅对提高水电站运行稳定性和供电质量意义重大，而且有助于提升电力系统安全、环保和经济运行水平，更是高效利用清洁能源和电网系统协调智能发展的需要[5-6].

水泵水轮机非稳态流场对机组外特性的影响主要表现为振动和噪声2个方面，由于水电站的噪声影响因素繁多且无法定性计算[7]，从而该方面研究相对较少.水力机械运行过程中产生的噪声主要包含机械噪声与流动诱导噪声两方面，其中流动诱导噪声为当下研究热点.主要研究方法为假设边界封闭前提而开展的声场仿真[7]，相关学者基于流场结果作为声场源开展了一系列研究：周岭等[8]提出了叶片与导叶间动静干涉耦合影响是引起离心泵流道内压力脉动的主要原因；……