4 模型验收试验
4.1 模型试验台主要参数及试验条件
模型试验及模型验收试验在位于日本横滨的东芝水力研究所3号试验台上进行,模型试验台主要参数如下:
最大流量:1.0m3/s。
测功电机功率:200kW。
最大转速:2200r/min。
综合误差:±0.3%以内。
4.2 模型验收试验及结果
模型试验依据合同有关规定及国际电工委员会颁布的《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》(IEC 60193:1999)国际标准进行。试验内容包括测量仪器标定、效率及功率试验、空化试验、飞逸转速试验、温特-肯尼迪指数试验、尾水管压力脉动试验、轴向水推力试验、导叶水力矩试验、桨叶水力矩试验及模型尺寸检查等。
2013年4月,由中国水利水电对外公司、几内亚共和国大项目办、几内亚共和国能源与环境部、几内亚业主咨询、黄河勘测设计规划设计有限公司等单位领导和专家组成的模型验收代表团以及东芝水电代表参加了验收试验。验收试验结果表明,各项主要性能指标满足或优于合同要求,各方一致同意通过模型验收。
(1)测量仪器标定。对负荷传感器、测功电机力臂长度、活动导叶开度、差压计、压力计、流量计进行了原位标定,标定结果满足有关规程要求。经计算试验台综合误差(不确定度)为±0.19%,优于合同要求的±0.3%。
(2)效率试验。对最高效率点附近的模型桨叶角度、导叶开度工况进行了10次测试,试验结果与初步模型试验结果一致,由协联关系曲线计算出的模型最高效率高于合同保证值。各工况的效率验收试验在电站装置空化系数条件下进行,针对包括额定工况在内的不同水头、不同开度下的10个工况进行了试验,验收试验结果均与初步模型试验结果一致,由此计算出的加权平均效率优于合同保证值。水轮机效率保证值与试验结果对比(相对值)见表1。
(3)功率试验。水轮机功率试验与效率试验同时进行,验收试验与初步试验结果一致,确认了水轮机在各水头下功率均满足合同要求。水轮机功率保证值与试验结果对比见表2。
表1 水轮机效率保证值与试验结果对比(相对值)
表2 水轮机功率保证值与试验结果对比
(4)空化试验。空化验收试验结果与初步试验结果一致,在水电站最高水头50.30m、额定水头48.30m、最小水头42.43m,电站装置空化系数分别为0.405、0.421、0.403条件下未发生叶片初生空化现象及脱流现象,可以保证真机在运行范围内无空化运行,空化性能全部满足要求。
(5)压力脉动试验。模型水轮机的尾水管压力脉动试验在电站装置空化系数条件下,针对真机水头分别为50.30m、48.94m、48.30m、42.43m时的满负荷及部分负荷工况分别进行,验收试验结果与初步试验结果一致,全部优于合同保证值。
(6)轴向水推力试验。此次验收试验对真机水头分别为50.30m、48.94m、48.30m、42.43m,在满负荷和部分负荷下的10个工况进行了轴向水推力试验,根据试验结果换算至真机的最大水推力均小于设计值865tf。
(7)飞逸转速试验。飞逸转速验收试验选择在相当于真机最大水头50.30m时,协联工况附近以及非协联工况进行,验收试验结果与初步试验结果一致。换算的真机水轮机非协联工况最大飞逸转速为340r/min,小于合同保证值375r/min。
(8)温特-肯尼迪指数试验。在真机运行范围内选取10个工况点进行了温特-肯尼迪差压测流试验,其结果与初步试验结果一致。
(9)模型尺寸检查。根据合同要求,验收组对模型装置的转轮、导叶、蜗壳、座环和尾水管的主要几何尺寸进行抽检,抽检结果与初步报告结果一致,符合合同及相关规范要求。