電網(wǎng)由多條輸電線路組成，將數(shù)座電廠的電通過輸電線提供給用戶，電廠距用戶很遠(yuǎn)，電網(wǎng)是個(gè)電能輸送和調(diào)配機(jī)構(gòu)。中國電廠以燃煤火力發(fā)電廠為主，近年開始配備抽水蓄能發(fā)電站。

背景技術(shù)：

近代電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差越來越大，單靠發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的增減解決這一問題越來越不經(jīng)濟(jì)，一日內(nèi)負(fù)荷不均是客觀存在的，發(fā)電量必須跟隨滿足，在N～N₁間運(yùn)行﹙圖1﹚，造成機(jī)組必須低于N值發(fā)電，距N等值線越遠(yuǎn)效率越低?；痣姍C(jī)組特點(diǎn)是只有滿額或略低于滿額運(yùn)行比較經(jīng)濟(jì)，對(duì)擔(dān)負(fù)峰荷的火電機(jī)組，按動(dòng)力效率一般以70％為界，N₁線以上為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，以下為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)應(yīng)限制運(yùn)行，負(fù)荷曲線低于N₁即火電機(jī)組效率低于70％就應(yīng)配備抽水蓄能發(fā)電機(jī)組。應(yīng)運(yùn)而生的抽水蓄能發(fā)電站越來越被電網(wǎng)看重，看重的是它能夠蓄能，開停方便，靈活性可與水輪發(fā)電機(jī)組相比，可是已到網(wǎng)上的電能經(jīng)它一蓄一發(fā)損失25～30％【注1】，損失的可惜，損失值太大?？墒敲總€(gè)供電區(qū)域建了一座還想再建第二座，關(guān)健是不想忍痛看著火電機(jī)組在更低的效率區(qū)運(yùn)行。蓄能機(jī)有它的優(yōu)點(diǎn)又有它的缺點(diǎn)，專利技術(shù)人看重的是它的缺點(diǎn)：泵機(jī)低效運(yùn)行區(qū)能量損失和泵況運(yùn)行回流能量損失是兩個(gè)損失大項(xiàng)，蓄能機(jī)的泵一開機(jī)全運(yùn)行區(qū)有回流存在。

抽水蓄能機(jī)組是一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組與一臺(tái)電動(dòng)水泵融為一體的一臺(tái)正反交換運(yùn)行的機(jī)組，水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)用電網(wǎng)的電，水輪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電又送到電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)電量調(diào)余補(bǔ)缺，達(dá)到經(jīng)濟(jì)利用電能的目的，兩機(jī)工作介質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向相反。標(biāo)準(zhǔn)蓄能機(jī)為一泵輪代替水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的水輪機(jī)，泵輪是經(jīng)過不斷試驗(yàn)改進(jìn)得來的，適用水頭﹙揚(yáng)程﹚500米左右，結(jié)構(gòu)簡單，一臺(tái)主機(jī)與一個(gè)電機(jī)，電機(jī)泵機(jī)共用，電機(jī)具有發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩個(gè)功能。機(jī)組裝在上水庫與下水庫間，機(jī)況進(jìn)水是壓力水管泵況進(jìn)水也是壓力水管，上庫進(jìn)出水口與下庫進(jìn)出水口均有閘門，唯機(jī)組安裝高度比水電站的水輪機(jī)低得多，機(jī)組在下庫水面以下70～80米，下庫進(jìn)出水管長度一般為1000多米。泵運(yùn)行與機(jī)運(yùn)行的不同點(diǎn)是水倒流，把下庫水揚(yáng)至上庫，電機(jī)耗電網(wǎng)的電變電能為水能儲(chǔ)存在上庫，電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段火電機(jī)組滿足不了的電量由蓄能機(jī)用蓄水發(fā)電補(bǔ)上，挖面積2補(bǔ)面積1，蓄能機(jī)與火電機(jī)組配合等于將電力系統(tǒng)內(nèi)所有火電機(jī)組可調(diào)負(fù)荷范圍提高，即將可調(diào)范圍由N－N₁值增到大N₂－N₃值﹙圖2﹚。我國已建和目前在建的蓄能電站基本為標(biāo)準(zhǔn)的高水頭蓄能電站，電動(dòng)機(jī)只配備控制定子回路的變速﹙變速器及逆變器﹚系統(tǒng)，用于啟動(dòng)，達(dá)額定轉(zhuǎn)速裝置退出，正式運(yùn)行泵機(jī)同一轉(zhuǎn)速，其機(jī)況最高效率偏離特性曲線的最高效率并不多﹙圖3﹚，可以說仍在高效區(qū)﹙圖4﹚，最高效率點(diǎn)以滿足泵輪為主，泵機(jī)最高效率值相差也不大?？墒怯盟W(xué)原理分析泵況運(yùn)行的水流狀態(tài)，可發(fā)現(xiàn)明顯的、最大的缺點(diǎn)：1是進(jìn)水沒有水力的流量控制機(jī)構(gòu)，2是泵輪內(nèi)各點(diǎn)的水流參數(shù)與機(jī)況運(yùn)行不完全對(duì)應(yīng)，下庫進(jìn)水口閘門是平板檢修門，運(yùn)行時(shí)間全開，大開口的進(jìn)水，通過泵輪的過流量是通過導(dǎo)葉開度的大小來控制的，這種運(yùn)行方式導(dǎo)葉只能控制導(dǎo)葉孔口及其下游的揚(yáng)水流量，泵輪進(jìn)水流量控制不了，進(jìn)水?dāng)嗝孢^大無控，進(jìn)水多必然有回流。蓄能機(jī)泵況導(dǎo)葉最大開度僅20⁰左右，只夠通過揚(yáng)水流量，多出的進(jìn)水同樣受到葉片傳給的壓力，可它遇導(dǎo)葉不會(huì)老實(shí)的停在原位不動(dòng)﹙泵輪進(jìn)口心部有塊真空，后面原理部份細(xì)說﹚，而是折轉(zhuǎn)180⁰自泵輪心部流回，稱回流。

泵與機(jī)如作到二機(jī)完全相逆，應(yīng)無回流，工作輪內(nèi)流道泵機(jī)的各對(duì)應(yīng)點(diǎn)水流參數(shù)大小應(yīng)相同，但實(shí)際運(yùn)行泵全程有回流，轉(zhuǎn)輪內(nèi)只水流大方向相逆，各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的水流壓力、流速大小二機(jī)并不完全相同。泵輪進(jìn)水口大開其斷面是與泵輪全部過流相對(duì)應(yīng)的斷面﹙導(dǎo)葉最大開度40⁰左右﹚，如揚(yáng)水最大時(shí)進(jìn)水口開一半過流量就夠了﹙真機(jī)照模型尺寸放大制造 模型試驗(yàn)需導(dǎo)葉開到40⁰﹚，大開口進(jìn)水的另一半完全是多出的，多出的流量給回流創(chuàng)造了條件，有一半流道供回流進(jìn)岀使用，隨揚(yáng)水量的增減總是有回流的，只不過揚(yáng)水回水所占流道斷面的比例不同罷了，泵輪必然連續(xù)把回流排出機(jī)外，泵輪自動(dòng)控制設(shè)計(jì)流量通過。因泵輪中下部有真空，多余的進(jìn)水量遇半關(guān)半開的斜向葉背必然折回并進(jìn)入進(jìn)水管。進(jìn)水管內(nèi)進(jìn)水回水同一管路相混又相背而行會(huì)出現(xiàn)速度抵消問題，被抵消前折回180⁰時(shí)能量已損失141％﹙渦損﹚，一切回流能量損失由泵輪付給。1000多米長的進(jìn)水管路回水肯定是在管內(nèi)速度減為0，廣蓄一期泵輪付給回流的能量1為初始付給泵前進(jìn)水14.29²/2g=10.4m水頭的速度能，欲使下庫的水不斷連續(xù)地進(jìn)入泵輪必須有這個(gè)能量；2為泵輪排出的回流在進(jìn)水管內(nèi)又速度減為0而損失的能量，因進(jìn)水管中進(jìn)水與回流有速度抵消問題，泵輪排入進(jìn)水管中的回流至少需有兩個(gè)泵進(jìn)口速度14.29+14.29m/s﹙最優(yōu)方案最小值﹚，兩個(gè)速度有水頭能﹙14.29²+14.29²﹚/2g /=20.8m，這個(gè)水頭能折回180⁰時(shí)已損失141％，另外在轉(zhuǎn)輪內(nèi)通過旋轉(zhuǎn)的葉片還要對(duì)葉片另一面作功又損耗一部份未知的能量，泵輪付給回流排出的能量為20.8×2.41=50.2m的水頭能，另加一份未知的能量X，3為在進(jìn)水管內(nèi)為抵消回流速度對(duì)欲進(jìn)的回流又增加﹙14.29²+14.29²﹚/2g =20.8m的水頭能，三值可知能量之和為10.4+50.2+20.8=81.4m的水頭損失能?；亓髁孔畲?0m³/s【注2】時(shí)，泵輪付給回流能量損失

N=9.81×60×81.4=4.8萬kw ﹙1﹚

回流量最小30m³/s時(shí)回流損失為2.4萬kw。而實(shí)際泵輪在496m揚(yáng)水60³/s的水能為N=9.81×60×496=29.19萬kw，換算為軸能N=29.19/0.9308=31.36萬kw，泵軸多出能量N=34.2-31.36=2.84萬kw﹙附件﹚，軸能34.2萬kw﹙附件﹚中的2.84萬kw則是實(shí)際揚(yáng)水付給回流的能量，暗中多出2.84萬kw能量用于回流損失才可揚(yáng)上60m³/s的流量。2.84－2.4=0.44萬kw為未知能量X，泵運(yùn)行全程X值在0.44～0.88萬kw間變化，它損失在泵輪內(nèi)，折回180⁰后對(duì)葉片另一面作功，對(duì)泵起個(gè)反轉(zhuǎn)作用，在回?fù)p中它屬雙重?fù)p失的第一次損失﹙次生損﹚，它還有加速損損﹙后面細(xì)說﹚?；?fù)p的計(jì)算沒有合適的計(jì)算式，是利用園叉管局損計(jì)算公式近似計(jì)算的。泵輪過流斷面是按最大過流量設(shè)計(jì)的，效率最高點(diǎn)時(shí)它的過流斷面只占最大過流斷面的一半，當(dāng)過流最小時(shí)回流量最大，過流最大時(shí)回流量最小。

回流不能算泵輪通過的流量，電動(dòng)機(jī)耗用的電量包括回流能量，但蓄能機(jī)未把回流能量變?yōu)樗苄钊肷蠋欤亓鲹p耗應(yīng)該計(jì)入抽水蓄能機(jī)損耗中。目前泵輪過流量與對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的吸納值間的關(guān)系設(shè)定不是確切值，進(jìn)泵流量大于泵輪揚(yáng)水流量，造成負(fù)荷實(shí)際吸納值大于真實(shí)表征值，差值體現(xiàn)在回流損失和系統(tǒng)火電機(jī)組在非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行的補(bǔ)調(diào)上，兩項(xiàng)損失值相等，因有回流電動(dòng)機(jī)要多付岀這份能量，系統(tǒng)火電機(jī)組為滿足這份多出的負(fù)荷才有非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的補(bǔ)調(diào)﹙圖5﹚。目前蓄能機(jī)用已有控制泵流量的方法在負(fù)荷曲線谷區(qū)運(yùn)行不是真正跟隨負(fù)荷值調(diào)控流量而是快速投入退出，盡量在高負(fù)荷下運(yùn)行，運(yùn)行全程均有回流，需有火電機(jī)組為其補(bǔ)調(diào)﹙圖6﹚,不合理。用導(dǎo)葉開度控制泵輪流量的方法需改進(jìn)。有回流的這種運(yùn)行方式本技術(shù)稱其為非正常運(yùn)行，正常運(yùn)行方式泵輪無回流現(xiàn)象也無需火電機(jī)組為其補(bǔ)調(diào)，現(xiàn)蓄能機(jī)名義上讓火電機(jī)組在界定線N₁線之上經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，實(shí)際又不得不有火電機(jī)組因暗中補(bǔ)調(diào)而在N₁線以下不經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行。系統(tǒng)裝機(jī)除為回流補(bǔ)調(diào)外，還得為蓄能機(jī)投入超挖補(bǔ)發(fā)電量和退岀為欠挖補(bǔ)發(fā)電量﹙圖7﹚，不得不再設(shè)置兩份短時(shí)暫用的裝機(jī)容量來配合，也是在N₁線以下不經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，僅僅為蓄能機(jī)入出電網(wǎng)要準(zhǔn)備三套措施為其服務(wù)，又來個(gè)第二層不合理。回流能量損失是制造廠不說明白而隱藏在泵況電動(dòng)機(jī)容量值大于機(jī)況發(fā)電機(jī)容量值之中，軸能342﹥306﹙附件﹚為證。都知道水泵效率低于水輪機(jī)效率，廠家又肯定地說機(jī)比泵多出一個(gè)窄運(yùn)行區(qū)﹙其實(shí)和水輪機(jī)選運(yùn)行區(qū)一樣就一個(gè)運(yùn)行區(qū)﹚，兩個(gè)概念都具有一定的迷惑性。廣蓄一期泵最大回流損失率為2.84/34.2=8.3％，驚人，可能多人還認(rèn)為應(yīng)該，怪泵效率低！回流損失的能量來自哪里，電動(dòng)機(jī)容量大于值長期投入給付出了，不合理的支出在合理的項(xiàng)目﹙泵效率低﹚中給報(bào)銷了，用戶尚不知。電網(wǎng)智能化后蓄能機(jī)吸納電網(wǎng)負(fù)荷必須跟隨負(fù)荷實(shí)際發(fā)生的曲線吸納，又要無回流，無需三套措施為其服務(wù)，現(xiàn)階段運(yùn)行也應(yīng)遵循這一規(guī)律，只有此吸納方式最能保證系統(tǒng)火電機(jī)組在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行?，F(xiàn)泵電動(dòng)機(jī)容量比水輪發(fā)電機(jī)大的值由試驗(yàn)得來，廣蓄一期不大這么多揚(yáng)不上最大流量60 m³/s。目前蓄能機(jī)快速升﹙降﹚到最大﹙小﹚流量運(yùn)行，把大幅變荷難控運(yùn)行時(shí)段縮至最短附帶回流也降到了最小值，同時(shí)也使多臺(tái)蓄能機(jī)組在高效率點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)段最長，但這樣做的結(jié)果卻造成4臺(tái)機(jī)對(duì)負(fù)荷谷區(qū)的曲線超挖和欠挖現(xiàn)象﹙圖5﹚，超挖欠挖是由系統(tǒng)火電機(jī)組被迫補(bǔ)調(diào)才補(bǔ)上的﹙圖7﹚，同時(shí)系統(tǒng)火電機(jī)組還被迫為回流補(bǔ)發(fā)另一份電量﹙圖6﹚，蓄能機(jī)為了追求自己多在高效區(qū)運(yùn)行，造成把自己的低效運(yùn)行區(qū)和尾巴工作甩給別的機(jī)組，這種不合理的做法應(yīng)該改進(jìn)。因有回流才有非正常運(yùn)行，因非正常運(yùn)行才有蓄能機(jī)快速入出，根源是回流。有回流是蓄能機(jī)第1個(gè)不足之處。機(jī)況進(jìn)入水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的水流能量大部份是壓力能少部份為速度能，水流傳給葉片的能量是速度能，在轉(zhuǎn)輪內(nèi)隨時(shí)不斷傳給，壓力能不斷變?yōu)樗俣饶芙o予補(bǔ)充，機(jī)況轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流是有壓力的，泵輪內(nèi)各點(diǎn)相應(yīng)也應(yīng)有等值壓力，揚(yáng)水管中的壓力不可能通過導(dǎo)葉孔口上揚(yáng)的水流傳至泵輪﹙水力學(xué)原理的深層次理解﹚，而泵輪內(nèi)水流得到的能量為壓力能，在導(dǎo)葉與泵葉間會(huì)有一逐步增大的加速度，機(jī)泵水流狀態(tài)是不一樣的，在轉(zhuǎn)輪內(nèi)泵與機(jī)作不到完全相逆，所以兩機(jī)效率不同，《抽水蓄能發(fā)電技術(shù)》一書翻譯時(shí)本想把泵效率線同繪在機(jī)特性曲線圖上怎么也繪不成，同一對(duì)應(yīng)點(diǎn)兩個(gè)效率繪在不同的位置上怎么行！不相逆卻自認(rèn)為完全相逆。相逆機(jī)組泵機(jī)同一水頭﹙揚(yáng)程﹚同一流量本應(yīng)在同一運(yùn)行點(diǎn)﹙注3﹚運(yùn)行，效率也應(yīng)相同，以廣蓄一期為例則非，泵和機(jī)不完全相逆是蓄能機(jī)的第2個(gè)不足之處；廣蓄一期機(jī)運(yùn)行區(qū)的上線﹙Q₁₁﹚本應(yīng)與泵運(yùn)行區(qū)的上線﹙Q₁₁﹚有一點(diǎn)重合﹙圖8圖9﹚才算合理，而廠家給拉開很大一段距離，說多出一段窄運(yùn)行區(qū)，機(jī)運(yùn)行區(qū)上邊線上移帶來的付作用是機(jī)組的銘牌出力本應(yīng)定為26萬kw，卻也跟著上升為30萬kw，小尺寸的機(jī)組賣了個(gè)大尺寸機(jī)組的錢，此問題也瞞過了用戶﹙附件上泵的最優(yōu)點(diǎn)效率指的是圖9上D1 機(jī)指的是圖8上C3 二者不能相比﹚，美其名曰多了個(gè)窄運(yùn)行區(qū)，豈不知水輪機(jī)發(fā)電靠的是泵揚(yáng)水量，水不夠何以發(fā)電，缺點(diǎn)是不能充分發(fā)揮泵的效益，對(duì)設(shè)備的使用做不到相稱，泵機(jī)運(yùn)行區(qū)這種組合法對(duì)廠家有利，對(duì)用戶無利，此為第3個(gè)不足之處；目前500米級(jí)的高水頭機(jī)泵同一轉(zhuǎn)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)蓄能機(jī)是以泵的轉(zhuǎn)數(shù)為準(zhǔn)，機(jī)的效率在特性曲線圖上不得不偏離最高效率點(diǎn)，對(duì)已有設(shè)備性能是個(gè)浪費(fèi)，技術(shù)上固然可選有控制轉(zhuǎn)子回路變速系統(tǒng)的機(jī)組，因成本太高，況且只適用低水頭的混合電站，標(biāo)準(zhǔn)型的高水頭機(jī)組寧可放棄機(jī)的最高效率而采用控制定子回路變速系統(tǒng)的機(jī)組，經(jīng)濟(jì)上更合算，機(jī)泵不在最優(yōu)效率點(diǎn)運(yùn)行這是蓄能機(jī)第4個(gè)不足之處；純水輪機(jī)純水泵基本運(yùn)行方式均是在最高效率值運(yùn)行，而將來電網(wǎng)智能化后蓄能機(jī)則要求泵機(jī)在全運(yùn)行區(qū)均等運(yùn)行，顯得將最優(yōu)運(yùn)行區(qū)之外的大面積的效率提高非常必要，如果把機(jī)泵全運(yùn)行區(qū)的效率均提高為最高效率值該多理想！從這一高度要求來衡量蓄能機(jī)的性能，達(dá)不到要求，這是蓄能機(jī)第5個(gè)不足之處﹙美中不足之處﹚；蓄能機(jī)吸出高度-70～80m，地下洞內(nèi)廠房，從哪方面說都是個(gè)缺點(diǎn)，算它的第6個(gè)不足之處；蓄能機(jī)泵運(yùn)行在小流量高揚(yáng)程時(shí)有個(gè)駝峰不穩(wěn)定區(qū)，原技術(shù)只能控制不在該區(qū)運(yùn)行，技術(shù)上解決不了不穩(wěn)定問題，算它的第7個(gè)不足之處；機(jī)運(yùn)行在額定水頭以下小流量時(shí)有個(gè)“S”不穩(wěn)定區(qū)，原技術(shù)也只能控制不在該區(qū)運(yùn)行，也是解決不了不穩(wěn)定問題，算它的第8個(gè)不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

上述蓄能機(jī)的9個(gè)不足之處本技術(shù)均想在技術(shù)上予以解決。

本發(fā)明的第1個(gè)直接目的有兩個(gè)內(nèi)容： A、收回回流損失， B、把泵效率提高為機(jī)況同一運(yùn)行點(diǎn)的效率。

內(nèi)容A：是使泵況運(yùn)行作到無回流，就收回回流能量損失。內(nèi)容B：泵況作到水流與機(jī)況理論上完全相逆，則同一運(yùn)行點(diǎn)效率相同。二內(nèi)容使泵況運(yùn)行變非正常運(yùn)行為正常運(yùn)行。

為達(dá)上述直接目的，理論方法是：1、在泵輪進(jìn)水邊設(shè)一水力閘門調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，2、在泵輪出水邊設(shè)一閘門控制泵輪內(nèi)的水壓力。本技術(shù)是對(duì)現(xiàn)在已建成和未建的蓄能電站機(jī)組在目前已有設(shè)計(jì)設(shè)備的基礎(chǔ)之上，在運(yùn)行方式上稍加改動(dòng)達(dá)到裝兩閘門的目的。

泵運(yùn)行具體方法是：是利用現(xiàn)有的機(jī)尾檢修門為泵輪過流量控制門。每個(gè)蓄能電站下水庫每一出入水口均配一檢修門和啟閉機(jī)，這套裝置機(jī)組運(yùn)行時(shí)是不用的，這種門一般啟閉時(shí)間為30分鐘，而一日內(nèi)負(fù)荷曲線吸納負(fù)菏時(shí)間為6～10小時(shí)，閘門開啟的時(shí)間可以完全滿足負(fù)荷谷區(qū)抽水流量變化對(duì)時(shí)間的需求。閘門隨負(fù)荷曲線變化開度是粗線條控制的﹙負(fù)菏微小波動(dòng)由調(diào)頻機(jī)濾過后的粗線條﹚，啟閉機(jī)改為自動(dòng)控制。是利用水輪機(jī)導(dǎo)葉作調(diào)壓門調(diào)節(jié)泵輪出口水流的壓力，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的原自動(dòng)控制流量系統(tǒng)此處就不再用于泵輪，另加一套自動(dòng)控制泵輪出口壓力的系統(tǒng)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)調(diào)壓按吸納負(fù)荷大小同調(diào)流門自控系統(tǒng)一并工作各控各的開度，進(jìn)水流量調(diào)節(jié)門開度從源頭控制泵輪無回流量進(jìn)入，導(dǎo)葉開度使泵輪出口水流壓力正好符合給定值﹙實(shí)揚(yáng)程加損﹚控制導(dǎo)葉前水流的壓力。吸納負(fù)荷時(shí)調(diào)流門開度與吸荷大小成對(duì)應(yīng)關(guān)系，導(dǎo)葉開度和泵輪進(jìn)水控制門底孔開度也成對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)和泵輪內(nèi)的水壓力也成對(duì)應(yīng)關(guān)系，泵輪內(nèi)的流速又與壓力成對(duì)應(yīng)關(guān)系，2+1個(gè)一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系：有3個(gè)主體，內(nèi)存2個(gè)一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，另加兩個(gè)主體，內(nèi)存1個(gè)一對(duì)一的關(guān)系。調(diào)壓的同時(shí)依相關(guān)原理自動(dòng)調(diào)整了泵輪內(nèi)的流速。2+1個(gè)一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系在機(jī)組調(diào)試時(shí)摸準(zhǔn)規(guī)律，編程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。泵輪進(jìn)水控制門底孔開度保證了無回流，調(diào)壓門開度保證了泵輪給予水的能量除設(shè)計(jì)速度能外其余全為壓力能，間接作用也控制了過流量轉(zhuǎn)為回流的可能。

內(nèi)容A的結(jié)果與增效：收回回流的能量損失；是本技術(shù)泵況運(yùn)行的第1項(xiàng)增效。

內(nèi)容B的結(jié)果與增效：泵輪出口水流壓力正好符合給定值保證了泵水流與機(jī)況理論上完全相逆，則泵的效率提高，和水輪機(jī)效率相同，泵效率線可繪在機(jī)綜合特性曲線圖上，理論上為同一效率線，圖4綜合特性曲線機(jī)泵可共用；把泵效率從低于機(jī)效率提高到機(jī)效率是本技術(shù)泵況運(yùn)行第2項(xiàng)增效。

本發(fā)明第2個(gè)直接目的是：機(jī)運(yùn)行作到無低效運(yùn)行，將低效均提高到所在水頭的最高效率值，各水頭的最高效率值有個(gè)平均值，即把機(jī)在泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)﹙圖8 C₁CC₂線以下﹚中小流量的效率均提高到圖10的平均值93.22％，所增效率為本技術(shù)機(jī)況運(yùn)行的第1項(xiàng)增效。

機(jī)運(yùn)行具體方法是： A、現(xiàn)有的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)第二個(gè)功能調(diào)流不變，調(diào)節(jié)機(jī)轉(zhuǎn)輪的進(jìn)水流量， B、利用現(xiàn)有的布置在下庫進(jìn)出水口的檢修門作調(diào)壓門，需賦予它第3個(gè)功能，調(diào)節(jié)機(jī)轉(zhuǎn)輪的出水壓力。調(diào)壓門是按轉(zhuǎn)輪出口特殊三角區(qū)﹙跳躍看圖15﹚內(nèi)葉背擊水所產(chǎn)生的水壓力來控制開度的，調(diào)流門產(chǎn)生的壓力抵消葉背擊水所產(chǎn)生的水壓力。調(diào)流門開度按發(fā)電量的增減而開大或關(guān)小，自動(dòng)控制，調(diào)壓門隨調(diào)流門一起動(dòng)作，開度成對(duì)應(yīng)關(guān)系，與發(fā)電量也成對(duì)應(yīng)關(guān)系，同泵運(yùn)行一樣，有3個(gè)主體，內(nèi)存2個(gè)一對(duì)一的關(guān)系。在機(jī)組調(diào)試時(shí)摸準(zhǔn)規(guī)律，編程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。機(jī)輪調(diào)壓門開度保證了機(jī)輪內(nèi)非過流空間無真空并被一腔靜止水體所充滿，作用是過流穩(wěn)定，按設(shè)計(jì)軌跡通過轉(zhuǎn)輪。按設(shè)計(jì)軌跡通過轉(zhuǎn)輪則可把低效區(qū)效率提高為同水頭的最高效率值。

泵運(yùn)行達(dá)到本發(fā)明第1個(gè)直接目的的同時(shí)還有兩個(gè)附帶作用：第個(gè)附帶作用是：收回回流能量損失后，已建電站電機(jī)容量有多，而原技術(shù)泵的額定揚(yáng)水量達(dá)不到額定值60m³/_S，只有58.5m³/_S，正好利用一部份多余的容量將流量58.5m³/_S提高到額定值60m³/_S，圖9上的泵運(yùn)行點(diǎn)D₃移到D₁。把泵額定狀態(tài)運(yùn)行的流量58.5m³/_S提高到額定值60m³/_S，為本技術(shù)泵況運(yùn)行的第3項(xiàng)增效。第個(gè)附帶作用是：把泵在泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)的中低效率﹙圖9﹚也提高到同水頭的最高效率值，運(yùn)行區(qū)取各水頭的平均效率值93.97％﹙圖10﹚，把泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)泵的各運(yùn)行點(diǎn)的效率均提高到93.97％所增效率為本技術(shù)泵況運(yùn)行的第4項(xiàng)增效。

鑒于本技術(shù)已將蓄能機(jī)的泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)變?yōu)閳D10圖11這種程度，沒必要還守著蓄能機(jī)的老規(guī)定：為了與泵同一轉(zhuǎn)速機(jī)被迫在偏離最優(yōu)效率區(qū)運(yùn)行，干脆，在圖10圖11基礎(chǔ)之上，在圖4上重新選運(yùn)行區(qū)，把泵機(jī)的運(yùn)行區(qū)全部選在最優(yōu)效率區(qū)內(nèi)，為圖12，泵機(jī)全運(yùn)行區(qū)效率均為94.42％。

泵運(yùn)行達(dá)到本發(fā)明第1個(gè)直接目的的同時(shí)與機(jī)運(yùn)行達(dá)到本發(fā)明第2個(gè)直接目的的同時(shí)為在圖4上重新選運(yùn)行區(qū)打下基礎(chǔ)，重選的結(jié)果，出現(xiàn)兩個(gè)間接作用，第個(gè)間接作用是：把泵全運(yùn)行區(qū)的效率由圖11的93.97％提高到圖12的94.42％，第個(gè)間接作用是：把機(jī)全運(yùn)行區(qū)的效率由圖10的93.22％提高到圖12的94.42％。把泵全運(yùn)行區(qū)的效率由93.97％提高到94.42％為本技術(shù)新建蓄能電站泵況運(yùn)行的第5項(xiàng)增效，把機(jī)全運(yùn)行區(qū)的效率由93.22％提高到94.42％，為本技術(shù)新建蓄能電站機(jī)況運(yùn)行的第2項(xiàng)增效。

機(jī)運(yùn)行達(dá)到本發(fā)明第2個(gè)直接目的的同時(shí)還有一個(gè)附帶作用：那就是徹底消除機(jī)運(yùn)行在額定水頭以下小流量時(shí)的“S”不穩(wěn)定區(qū)。原技術(shù)是避開此區(qū)運(yùn)行，就是不能在全程運(yùn)行，徹底消除“S”不穩(wěn)定區(qū)則是把此區(qū)變?yōu)榉€(wěn)定區(qū)，仍然運(yùn)行，收回此區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行的效益，“S”區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行的發(fā)電量/機(jī)全程的發(fā)電量＝增效值，則機(jī)可在全程運(yùn)行，已建新建蓄能電站均有此項(xiàng)增效。此增效已建蓄能電站機(jī)況運(yùn)行為第2項(xiàng)增效，新建蓄能電站機(jī)況運(yùn)行為第3項(xiàng)增效。

泵運(yùn)行達(dá)到本發(fā)明第1個(gè)直接目的的同時(shí)，也還有一個(gè)附帶作用：那就是徹底消除泵運(yùn)行在小流量高揚(yáng)程時(shí)的駝峰不穩(wěn)定區(qū)。原技術(shù)也是避開此區(qū)運(yùn)行。徹底消除駝峰不穩(wěn)定區(qū)則也是把此區(qū)變?yōu)榉€(wěn)定區(qū)，仍然運(yùn)行，收回此區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行的效益。駝峰區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行的揚(yáng)水量/泵全程的揚(yáng)水量＝增效值。此為已建蓄能電站泵況運(yùn)行的第5項(xiàng)增效，新建蓄能電站泵況運(yùn)行的第6項(xiàng)增效。

機(jī)況運(yùn)行調(diào)壓門調(diào)壓后還有個(gè)意想不到的增效。轉(zhuǎn)輪出口有個(gè)特殊三角區(qū)，原技術(shù)三角區(qū)內(nèi)前一葉背擊水將轉(zhuǎn)輪已經(jīng)從水流中獲取的能量分一部份又還給流出轉(zhuǎn)輪的水流，調(diào)壓門調(diào)壓后葉背擊水失去傳遞能量的功能，則較原機(jī)況運(yùn)行多得一份能量，此為新建蓄能電站機(jī)況運(yùn)行的第4項(xiàng)增效，已建蓄能電站機(jī)況運(yùn)行的第3項(xiàng)增效。

新建蓄能電站機(jī)組安裝高程可以提高為±0，按－1.5～2.5m合適。廠房由洞內(nèi)式改為露天式，基建節(jié)省的費(fèi)用是份效益，節(jié)省的費(fèi)用/原設(shè)計(jì)全部基建投資＝電站基建采用本技術(shù)的增效值，增效的原因皆因本技術(shù)泵運(yùn)行不需要機(jī)組安裝高程－70～80m，追根應(yīng)為新建蓄能電站泵況運(yùn)行的第7項(xiàng)增效。

技術(shù)原理

閘門控制水力參數(shù)的基本原理是：閘門置在流道某斷面若想控制過流量控制斷面下游的過流量，若想控制壓力控制斷面上游的水流壓力。本技術(shù)就是對(duì)不完全符合設(shè)計(jì)原理的設(shè)計(jì)給予糾正。

2、泵收回回流能量損失和泵機(jī)二況運(yùn)行在理論上作到真正可逆的原理：

泵況運(yùn)行區(qū)域不能正常運(yùn)行﹙有回流不完全可逆﹚的原因是機(jī)組設(shè)計(jì)未認(rèn)真按水力學(xué)原理控制泵輪過流量和泵輪內(nèi)水體參數(shù)，流道中同一點(diǎn)泵的水體參數(shù)與機(jī)不相對(duì)應(yīng)?？刂票幂嗊^流量應(yīng)該用水力閘門，裝在泵流道的上游面，即水輪機(jī)工況的尾水段，控制泵輪內(nèi)水體參數(shù)也該用水力閘門，裝在泵輪的出水一邊。

無回流就沒回流能量損失。泵的流量調(diào)節(jié)門從源頭控制了進(jìn)水量，只進(jìn)泵輪過水量，不進(jìn)回流量。調(diào)壓門開度與調(diào)流門開度1對(duì)1的關(guān)系決定了泵輪的過流量與調(diào)流門進(jìn)流量相等，調(diào)壓門的調(diào)壓是使泵輪內(nèi)無真空出現(xiàn)，無真空則泵輪內(nèi)的過流量沒有折回變?yōu)榛亓鞯目赡?，從源頭至泵輪出水口徹底作到了無回流，所以收回了回?fù)p。泵輪內(nèi)無真空其原因是水流無加速度，無加速度則無加速能量損失，真空系加速度對(duì)壁面拉空產(chǎn)生的。泵輪傳給水流的能量除設(shè)計(jì)流速外全變?yōu)閴毫δ?。機(jī)況轉(zhuǎn)輪內(nèi)水體流速是設(shè)定的，其速度能不斷傳給葉片，水頭能不斷給予補(bǔ)充，余下的水頭能全以壓力能能形式存在于水體中，輪內(nèi)流道中任一點(diǎn)水流的壓力泵機(jī)是相同的。因泵輪機(jī)輪同一流道，能量全經(jīng)過葉片正面?zhèn)鬟f，這樣就作到了泵機(jī)同效，同用一個(gè)效率曲線圖。這樣的機(jī)組才是真正可逆機(jī)組。

廣蓄一期原泵運(yùn)行達(dá)不到額定揚(yáng)水量，只有58.5m³/_S、將58.5m³/_S提高為額定值60m³/_S的原理：

額定揚(yáng)水量只有58.5m³/_S是制造廠隱藏的第二個(gè)數(shù)據(jù)，已建電站用上本技術(shù)將回流能量收回后，電機(jī)有較大的多出容量，只用其中一部份就可將揚(yáng)水量達(dá)到額定值60m³/_S，多出的容量設(shè)備也拆不下挪作它用。

把泵機(jī)運(yùn)行區(qū)內(nèi)的低效率全提高到所在揚(yáng)程、水頭最高效率值的原理：

蓄能機(jī)的泵機(jī)主要是要求它跟隨負(fù)荷曲線在不同流量運(yùn)行。原技術(shù)的效率隨流量減小而降低，絕大部份時(shí)段在非最優(yōu)效率點(diǎn)運(yùn)行，應(yīng)要求它全運(yùn)行區(qū)能夠高效，可收回一大塊能量損失。為使它達(dá)到這一要求，尋求解決辦法之際，得益于劉家峽水電站2號(hào)泄水道修復(fù)資料的啟發(fā)，泄水道入口底板金屬材料嚴(yán)重氣蝕現(xiàn)象給技術(shù)人留下了深刻印象﹙圖13﹚，經(jīng)長期悟蕤認(rèn)識(shí)到氣蝕原因系水流有加速度而造成【注3】，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到泵機(jī)在小過流量區(qū)的低效現(xiàn)象也是由加速度造成。氣蝕是最低效的一種最嚴(yán)重現(xiàn)象。

泵輪縱剖面內(nèi)空形如花蘭﹙圖14﹚，原技術(shù)泵輪內(nèi)的水流在離心力作用下沿底環(huán)內(nèi)壁通過泵輪﹙圖14虛線下﹚，其橫斷面為一園管壁形，最大厚度占不到底環(huán)內(nèi)壁與輪穀間距的1/3。其余空間被回流所占，進(jìn)入的回流在余空外圍，與過流體相挨，遇導(dǎo)葉受阻折回180⁰自空心中部流回﹙基本按此規(guī)律劃分外圍水體導(dǎo)葉第一縫隙未流出第二縫隙準(zhǔn)能岀去﹚。由于泵后沒有調(diào)壓門調(diào)壓，泵輪內(nèi)水流有個(gè)縱向加速度在搗亂，造成泵輪入口出現(xiàn)吸滯現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)為拉空現(xiàn)象，分散的小型拉空體聚集在泵輪內(nèi)空中部，形成一真空區(qū)，有壓的管壁形水體對(duì)真空區(qū)有個(gè)垂面向心加速度，形成向心內(nèi)力，在橫向加速向心內(nèi)力與縱向加速力的合力作用下過流水體中下部會(huì)岀現(xiàn)一束一束的不連續(xù)的水流自底部斜向沖往中空，疏密不等的破壞了理想的有序水流，泵輪能量轉(zhuǎn)化效率降低。本技術(shù)在泵輪后設(shè)調(diào)壓門的作用是把在導(dǎo)葉前泵輪傳給水體的能量除設(shè)計(jì)的速度能外全控為壓力能，水流則無縱向橫向加速度，無加速度則無真空區(qū)、無垂面向心內(nèi)力、無斜向沖往中空的水體破壞園管壁形水流，于是通過水流穩(wěn)定，其狀態(tài)和運(yùn)行區(qū)內(nèi)同揚(yáng)程最高效率點(diǎn)水流狀態(tài)一樣，則泵輪全運(yùn)行區(qū)各點(diǎn)的效率均和同揚(yáng)程最高效率點(diǎn)的效率相同。原技術(shù)泵無調(diào)壓門，上揚(yáng)的水流在導(dǎo)葉與泵葉間會(huì)逐步產(chǎn)生加速度，達(dá)導(dǎo)葉時(shí)已有很大值，對(duì)泵葉進(jìn)口的吸滯拉空程度主要決定于這個(gè)很大值。過流對(duì)真空區(qū)的垂面向心內(nèi)力的水平分力與離心力有個(gè)平衡問題，水層越薄相對(duì)離心力越小，相對(duì)垂面向心內(nèi)力的水平分力卻越大，效率越低，水層越厚時(shí)效率越高。效率高低不決定于水層厚薄而主要決定于相對(duì)向心內(nèi)力大小，當(dāng)水層厚大流量時(shí)相對(duì)向心內(nèi)力就小，效率就高。兩個(gè)加速度是泵輪內(nèi)水流出現(xiàn)問題的主要原因，調(diào)壓門就是從問題的根源來提高低效點(diǎn)的效率。

實(shí)踐驗(yàn)證在泵輪過流量一半時(shí)水流最穩(wěn)定效率最高。揚(yáng)水量從最大降為最小這一過程是離心力從最大降為最小值，水平向心內(nèi)力則從最小升為最大值，垂面向內(nèi)力的水平分力從等于離心力達(dá)到大于離心力的最大值。這一過程流動(dòng)水體在泵輪內(nèi)是這么變化的：大體是從穩(wěn)定到不穩(wěn)定，縱向方面在水流加速力的作用下水體由有壓可變?yōu)槭芾梢允沟撞颗c葉片接觸面拉為真空﹙水的內(nèi)聚力大于附著力﹚，輕度不一定破壞壁面嚴(yán)重時(shí)則可破壞金屬壁面，甚至發(fā)展為氣蝕，橫向方面在逐步加大的垂面向心內(nèi)力的作用下水體對(duì)下環(huán)壁面也可使其出現(xiàn)拉空現(xiàn)象，于是在縱橫二加速力的合力作用下流體間斷出現(xiàn)一束一束的斜向沖往中心的水流，由疏到密，縱向拉力大于橫向拉力，合力的拉空主要發(fā)生在泵葉入口，拉空的真空塊體隨水流一起流動(dòng)，間斷出現(xiàn)的一束一束斜向內(nèi)沖的水流破壞了有規(guī)律的園管壁形，穩(wěn)定水流受到全面破壞，所以這一過程效率越加降低。這一區(qū)域水流不穩(wěn)效率低的原因主要是縱向橫向兩個(gè)加速力的合力作用在搗亂，加速力↗到拉空消耗能量。用本技術(shù)改造后泵輪內(nèi)水流兩個(gè)加速度和兩個(gè)加速力的合力再不會(huì)出現(xiàn)。改造后泵輪內(nèi)水流狀態(tài)是：管形水流內(nèi)空﹙較大的回流進(jìn)出空間和真空區(qū)﹚被一腔同壓力的靜止水體所充滿，靜止水體相對(duì)于流水是靜止的，但它隨泵輪是一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，是被數(shù)片葉片隔開的一個(gè)個(gè)螺旋分體的組合體，它也受到葉片不斷向上推力的作用，因?qū)~的阻止體內(nèi)形成自下而上不斷增加的壓力，各水平斷面的壓力和過流水體的壓力相同。過流水體內(nèi)壁面與同壓力的靜止水體接觸﹙接面靜水體會(huì)被帶動(dòng)同流 靜體會(huì)成為外圍上流內(nèi)心下流的一翻轉(zhuǎn)特征﹚，不管過流量多小它的流道、流態(tài)都和大流量高效區(qū)同位置的等同流量狀態(tài)一樣，即圖14低效區(qū)任一揚(yáng)水量的效率都與虛線位置最大過流量高效率狀態(tài)相同，原理是它相當(dāng)高效區(qū)它所分得的斷面水流，其效率也應(yīng)是高效值，于是把運(yùn)行區(qū)的效率均提高到最高效率值，經(jīng)計(jì)算廣蓄一期此效率的提高平均可達(dá)17％【注4】，未來電網(wǎng)智能化后，跟隨電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線變化揚(yáng)水的泵況運(yùn)行其全程能量損失是較大的，將全運(yùn)行效率均提高為最高最優(yōu)效率值意義重大。這里需要回過頭來補(bǔ)充說明的是：技術(shù)改造前水平分力與離心力平衡時(shí)導(dǎo)葉與泵葉間縱向加速力最小，對(duì)壁面無破壞性，此時(shí)的導(dǎo)葉處水流加速折轉(zhuǎn)角為0，導(dǎo)葉此開度﹙理論值20⁰﹚處于拐點(diǎn)位置，導(dǎo)葉再開至40⁰，效率將降為0﹙模型試驗(yàn)運(yùn)行區(qū)﹚，過流量達(dá)最大。導(dǎo)葉開度小于20⁰時(shí)加速力跟著逐步加大，局損加大。改造后任一揚(yáng)水量時(shí)水流狀態(tài)都和高效區(qū)水流狀態(tài)一樣，泵輪無回流、無加速力、無高速下通過折轉(zhuǎn)角現(xiàn)象﹙水流出導(dǎo)葉窄縫才開始加速﹚肯定無拉空現(xiàn)象，水流狀態(tài)可能好于高效狀態(tài)，對(duì)其效率按對(duì)應(yīng)揚(yáng)程高效值要求足可滿足。

同理，用上述方法也可把水輪機(jī)中低效率區(qū)效率提高到最高效率，具體方法是仍用導(dǎo)葉控制水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的過流量，再賦予尾檢修門第三個(gè)功能﹙暫如此認(rèn)為﹚調(diào)壓，為水輪機(jī)的調(diào)壓門，控制轉(zhuǎn)輪尾的水壓力。調(diào)壓門這一作用的結(jié)果，轉(zhuǎn)輪中空也被一腔靜止水體所充滿，這個(gè)壓力應(yīng)等于最優(yōu)效率區(qū)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口特殊三角區(qū)內(nèi)葉背給予出水的水壓力﹙圖15﹚，其結(jié)果相當(dāng)葉背空轉(zhuǎn)，可徹底消除轉(zhuǎn)輪內(nèi)的拉空現(xiàn)象的存在與真空區(qū)的產(chǎn)生，以及氣蝕的消除。無拉空與真空則無加速力，水流穩(wěn)定，效率提高。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)水流加速度產(chǎn)生的原因是水輪機(jī)設(shè)計(jì)理論假設(shè)葉片無限多這個(gè)理論造成，廣蓄一期實(shí)際是7片葉片，轉(zhuǎn)輪出口二相鄰葉片間最大弧距為1米多，足見理論與實(shí)際差距之大，作到無限多轉(zhuǎn)輪出口葉背擊水損失的能量確實(shí)較小，而實(shí)際作不到無限多，弧距為1米，忘記了初衷的設(shè)計(jì)理論，更沒想到弧距越大帶來的擊水能量損失越大。在高效區(qū)運(yùn)行的轉(zhuǎn)輪出口，圖15葉片1出口點(diǎn)b₁至葉片2背面的垂線為一邊、二相鄰葉片尖點(diǎn)連線為一邊、垂點(diǎn)至出口點(diǎn)b₂為一邊組成的三角形是一特殊三角形，三角形內(nèi)的水流再不對(duì)前一葉片正面作功，可出口三角區(qū)水體實(shí)際仍隨轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片2背面反倒對(duì)三角區(qū)內(nèi)流出的水體作功，其結(jié)果是轉(zhuǎn)輪將從水流中已獲得的能量又分一部份還給水流，該能量使流岀的水體產(chǎn)生一個(gè)加速度。加速水流對(duì)轉(zhuǎn)輪葉背產(chǎn)生一個(gè)吸力。在轉(zhuǎn)輪最優(yōu)工況這個(gè)吸力并不大，無礙，可隨流量的變小，吸力會(huì)越來越大，其原因是特殊三角形的直角會(huì)變成尖角，水流絕對(duì)速度V₂與葉片1正面間的夾角也會(huì)變得越來越尖，即水流對(duì)葉片正面作功的體積減小，一方面葉背擊水傳遞的能量比﹙單位流量傳遞的﹚加大，另方面水流傳給葉片的能量比﹙單位流量傳遞的﹚減小，造成效率降低， E點(diǎn)之上出現(xiàn)拉空現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生氣蝕?？傆幸徊糠堇龅恼婵斩逊e在轉(zhuǎn)輪中心位置﹙此空間相當(dāng)泵輪真空與回流進(jìn)岀所占空間﹚。通過轉(zhuǎn)輪的作功水流也是園管壁形，與泵輪內(nèi)水流方向相反﹙參閱圖14與圖14水流方相反向﹚，由于轉(zhuǎn)輪中心真空的存在，園管壁形水流也產(chǎn)生一個(gè)垂面向內(nèi)力，垂面向內(nèi)力也有個(gè)向心分力，向心分力為橫向或斜加速力，至此，轉(zhuǎn)輪也具備了一個(gè)縱向加速力和一個(gè)橫向加速力，之后的水流狀態(tài)與泵況非常相似，縱橫二加速力的合力共同作用，一起產(chǎn)生拉空現(xiàn)象，破壞葉背壁面。在中低效率區(qū)運(yùn)行轉(zhuǎn)輪岀口三角區(qū)的右上直角隨流量減小變?yōu)榧饨?，葉背的擊水面積擊水作用越來越大，將還給流出水體的能量比值越來越大，水流對(duì)葉背E點(diǎn)之上的吸力也越來越大，可使效率降低到最小，有序水流完全被破壞，滿腔被空泡水流充斥。隨流量的減小拉空對(duì)壁面的破壞區(qū)依次為，E點(diǎn)之上為第1破壞區(qū)，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口葉片下環(huán)根部附近壁面破壞為第2破壞區(qū)，葉片輪轂根部中下附近壁面的破壞為3破壞區(qū)。同樣，當(dāng)垂面向內(nèi)力的水平分力與園管壁形水流離心力平衡時(shí)水流最穩(wěn)定效率最高，實(shí)踐證明，流量最大高效運(yùn)行時(shí)就是這種流態(tài)。一般都誤認(rèn)為金屬壁面破壞越深氣蝕存在越嚴(yán)重，實(shí)際機(jī)組振動(dòng)最強(qiáng)時(shí)氣蝕存在越嚴(yán)重，破壞深淺決定于破壞次數(shù)和時(shí)間長短，機(jī)組振動(dòng)決定于轉(zhuǎn)輪下部管心一相對(duì)靜止的水柱不穩(wěn)，頻翻上涌接觸葉片有關(guān)，給葉片一反作用力才造成振動(dòng)，某一水頭某一不穩(wěn)定流量時(shí)就出現(xiàn)振動(dòng)，中負(fù)荷時(shí)振動(dòng)，小負(fù)荷時(shí)振動(dòng)加反轉(zhuǎn)。本技術(shù)改造后轉(zhuǎn)輪中空也被一腔靜止水體充滿，轉(zhuǎn)輪出口葉背擊水形成的水壓力與調(diào)壓門在此處形成的水壓力相等，則轉(zhuǎn)輪出口葉背擊水作用變無，其損耗的能量收回。水流在中低效率區(qū)的狀態(tài)也和高效區(qū)同一流量的水流狀態(tài)相同，于是把中低流量區(qū)的效率也提高到所在水頭最高效率值。經(jīng)本技術(shù)改造后泵機(jī)二況縱橫加速力都變無，流態(tài)只方向反，其它參數(shù)均相同，效率就相同，泵完全可以借用機(jī)的效率曲線圖。

新建抽水蓄能電站機(jī)組用本技術(shù)需分兩次選運(yùn)行區(qū)，第二次選運(yùn)行區(qū)可增效的原理：

泵機(jī)已可逆，作到了同點(diǎn)同效共用一個(gè)效率曲線，有一個(gè)可共同運(yùn)行區(qū)，幾乎不需要任何投入只需電站建設(shè)設(shè)計(jì)人再做一次選運(yùn)行區(qū)的工作就可使泵機(jī)運(yùn)行區(qū)全在最優(yōu)效率區(qū)。泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)的上線均放在特性曲線最優(yōu)效率圈內(nèi)則泵機(jī)全運(yùn)行區(qū)各運(yùn)行點(diǎn)的效率全為最優(yōu)效率值，泵運(yùn)行區(qū)的上線為D1D2線，機(jī)運(yùn)行區(qū)的上線為C1CC2線，二線的C1點(diǎn)與D1為重合點(diǎn)，C1點(diǎn)的機(jī)發(fā)電量30萬kw，耗水量為68.7 m³/_S，所處水頭496 m，三值為新機(jī)況的額定值，D1點(diǎn)泵的耗電量31.54萬kw，揚(yáng)水量60 m³/_S，所處水頭496 m，三值為泵的額定值，揚(yáng)水量、耗水量、發(fā)電量、泵的水頭都維持原值，機(jī)的額水頭從原550 m改為496 m，與泵同一水頭，只有同一水頭同一運(yùn)行點(diǎn)兩參數(shù)才有比較性， C1CC2線上各點(diǎn)運(yùn)行機(jī)均能發(fā)出額定值的電量，D1D2線上各點(diǎn)泵均可揚(yáng)上額定水量，D1D2線及C1CC2線以下全運(yùn)行區(qū)泵機(jī)的效率均為最優(yōu)效率值，這么安排是最合理的。說明對(duì)泵機(jī)的設(shè)備使用相稱，作到了充分利用設(shè)備，原技術(shù)第3個(gè)不足之處自然得以解決。為達(dá)上述安排，本技術(shù)把轉(zhuǎn)輪直徑D₁改為4.142 m，轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)降為428.6。雖轉(zhuǎn)輪直徑略有加大轉(zhuǎn)數(shù)降低一檔，但電機(jī)容量變小許多，成本比原技術(shù)不會(huì)增加。新建廣蓄一期泵況運(yùn)行為把最大揚(yáng)程的D2點(diǎn)放在最優(yōu)效率圈的下邊線上，帶來的最大耗電量31.54萬kw，遠(yuǎn)比原最大耗電量34.2 /0.98小得多。機(jī)況運(yùn)行因收回轉(zhuǎn)輪出口葉背擊水失效而意外增效的結(jié)果﹙見后原理9﹚，新額定狀態(tài)發(fā)電量會(huì)超出銘牌容量，銘牌發(fā)電量不變，在產(chǎn)品說明書中重點(diǎn)說明，最好的辦法由廠家把水輪機(jī)額定流量減小。

泵運(yùn)行小流量高揚(yáng)程時(shí)有個(gè)駝峰不穩(wěn)定區(qū)，機(jī)運(yùn)行在額定水頭以下小流量時(shí)有個(gè)“S”不穩(wěn)定區(qū)，消除泵機(jī)兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)的原理：

消除泵機(jī)兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)的原理是，泵機(jī)二況泵輪機(jī)輪內(nèi)空被一腔有壓的相對(duì)靜止水體所充滿，靜止水體消除了真空，水流沒有縱向橫向兩個(gè)加速力，使小流量的水流狀態(tài)和大流量高效點(diǎn)的水流狀態(tài)一樣，則一樣穩(wěn)定，變兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)為穩(wěn)定區(qū)。原泵機(jī)二況駝峰、“S”兩區(qū)不穩(wěn)定原因是一個(gè)原理，皆因工作輪內(nèi)存在真空。機(jī)況真空為其下方尾水管中心的一錐柱形相對(duì)靜止的雍聚水體上涌創(chuàng)造了條件，有真空就上涌，當(dāng)上涌能量大于小流量水流傳給葉片的能量時(shí)，雍聚水體對(duì)葉片的反面作的功就造成工作輪反轉(zhuǎn)﹙泵轉(zhuǎn)﹚，水流占滿真空區(qū)，沒有了真空，上涌水體下落，轉(zhuǎn)輪又進(jìn)入正轉(zhuǎn)﹙機(jī)轉(zhuǎn)﹚，上庫至少為半庫的水，壓力鋼管中的水有足夠的壓力，小流量的水接著推動(dòng)轉(zhuǎn)輪又正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪內(nèi)及其下部又堆集一塊越來越大的真空體，于是反轉(zhuǎn)又出現(xiàn)……周而復(fù)始；泵況運(yùn)行也是因泵輪中部有塊真空，當(dāng)揚(yáng)水量減小到某一值時(shí)，其能量會(huì)小于導(dǎo)葉上庫一側(cè)的壓力水能﹙原因見下句﹚，壓力水能制止泵的揚(yáng)水，自身的壓力能轉(zhuǎn)為速度能，推泵輪反轉(zhuǎn)﹙機(jī)況旋轉(zhuǎn)﹚，接著泵輪中下部堆集一塊越來越大的真空體，真空為其下方尾水管中心的一相對(duì)靜止的雍聚的錐柱形水體上涌創(chuàng)造了條件，當(dāng)上涌能量大于小流量水流傳給葉片的能量時(shí)，雍聚水柱對(duì)葉片的反面作的功就造成工作輪反轉(zhuǎn)﹙泵轉(zhuǎn)﹚……周而復(fù)始，泵況導(dǎo)葉上庫一側(cè)為什么會(huì)出現(xiàn)大于泵上揚(yáng)水量的能量，是蓄能機(jī)原技術(shù)未發(fā)現(xiàn)它的泵況運(yùn)行有回流，回流折回180⁰后，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的葉片會(huì)對(duì)葉片反向作功，給一反作用力，功值為X的一半，面對(duì)下面的真空又產(chǎn)生一加速力，對(duì)葉片再增一份反作用力，二作用力耗能之和為X，同時(shí)泵又多損一X為第二個(gè)次生損失。在泵的大流量時(shí)回流量最小，影響小，不至于泵輪反轉(zhuǎn)，最小流量時(shí)回流最大﹙回流最大時(shí)泵流量最小﹚，極值為5.68萬kw，揚(yáng)水量減小到某一值時(shí)，回流對(duì)葉片的作功則可使泵輪反轉(zhuǎn)﹙機(jī)轉(zhuǎn)﹚，機(jī)轉(zhuǎn)輪沒有回流，反轉(zhuǎn)不能持久，于是又正轉(zhuǎn)﹙泵轉(zhuǎn)﹚。泵況運(yùn)行出現(xiàn)反轉(zhuǎn)是回流X值造成，機(jī)況運(yùn)行出現(xiàn)反轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)輪下的雍集錐柱體上涌造成，機(jī)況反轉(zhuǎn)能量大、持久反向轉(zhuǎn)速可達(dá)額定值，不穩(wěn)定區(qū)稱S區(qū)，泵況反向轉(zhuǎn)速度達(dá)不到額定值，半邊峰稱駝峰區(qū)。導(dǎo)葉全關(guān)閉前出現(xiàn)上述兩種情況，導(dǎo)葉全關(guān)閉后如果導(dǎo)葉漏水量能夠推動(dòng)轉(zhuǎn)輪額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，也出現(xiàn)上述兩種情況。由于上涌力的不等性和流量力的持續(xù)性，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)迅速達(dá)0，會(huì)長時(shí)間正反轉(zhuǎn)循環(huán)下去，直至上庫水放空。水流過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)是過流能量與雍聚水體上涌能量間的一種動(dòng)平衡常態(tài)形式，將滿瓶水可口倒出就出現(xiàn)這種吞噴現(xiàn)象。據(jù)說現(xiàn)導(dǎo)葉控制已由座環(huán)統(tǒng)控改為單缸獨(dú)控，不待進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，隔一先關(guān)小導(dǎo)葉，分二部關(guān)閉，強(qiáng)制提早進(jìn)入低流量區(qū)，利用機(jī)運(yùn)行配上電制動(dòng)強(qiáng)制轉(zhuǎn)速降為0。這不是解決問題的根本辦法，它打亂了工作輪減小載荷的原設(shè)計(jì)規(guī)律，破壞了能量傳遞變化的漸進(jìn)性，是一項(xiàng)內(nèi)在殘疾。按原技術(shù)配上本技術(shù)，本技術(shù)可以作到無真空、無加速度、無上涌水體，但這只能在導(dǎo)葉全關(guān)前作到，待導(dǎo)葉全關(guān)后因漏水停機(jī)不住，這問題就是設(shè)備制造不合格的問題了。本技術(shù)希望制造廠把加工精度提高，能夠做到機(jī)況導(dǎo)葉全關(guān)時(shí)漏水量推不動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)葉不能關(guān)機(jī)屬于功能殘疾，不允許存在。漏水量可推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)這是加工相配尺寸省略模具的原因，這樣的精度不是做不到而是不做，這部份組件廠內(nèi)要試組裝，檢查導(dǎo)葉縫隙，定出標(biāo)準(zhǔn)，要有組合定位銷。精度提高后的導(dǎo)葉配上本技術(shù)，可完全作到導(dǎo)葉全關(guān)閉后也沒有兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)。無真空區(qū)就不會(huì)出現(xiàn)雍聚水體上涌。新技術(shù)可全程運(yùn)行，原技術(shù)只能半程運(yùn)行，不是有缺陷，而是殘疾，有此二殘疾的蓄能機(jī)泵機(jī)二況均不能跟隨負(fù)荷曲線運(yùn)行，即現(xiàn)在的蓄能機(jī)將來不能參與智能電網(wǎng)運(yùn)行，殘疾泵退出系統(tǒng)起個(gè)甩荷作用，殘疾機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)困難，對(duì)系統(tǒng)都起個(gè)不穩(wěn)定作用。把兩項(xiàng)功能殘疾消除，不穩(wěn)定區(qū)傳遞的能量/全程傳遞的能量＝收回的能量比，可劃成百分比增效值。這兩項(xiàng)增效值包括在泵機(jī)的工作輪效率之中，不再計(jì)入收回能量之式。蓄能機(jī)有駝峰、“S”兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)、泵效率比水輪機(jī)低、就是X值兩個(gè)次生損失造成的。調(diào)流門調(diào)流消除了回流損，調(diào)壓門調(diào)壓消除了X值兩個(gè)次生損，同時(shí)也消除了駝峰、“S” 兩個(gè)不穩(wěn)定區(qū)。

本技術(shù)機(jī)組安裝高度可從－70～80m提高為－1.5～2.5m的原理：

根據(jù)本技術(shù)的核心理論：低效乃為工作輪內(nèi)水流不穩(wěn)定不按設(shè)計(jì)流道通過所造成，氣蝕為不穩(wěn)定不按設(shè)計(jì)流道通過的最壞形式，本技術(shù)已將全運(yùn)行區(qū)的效率均提高為最優(yōu)效率，說明原氣蝕位置水流狀態(tài)已和最優(yōu)效率水流狀態(tài)一樣，狀態(tài)一樣則一樣穩(wěn)定。蓄能機(jī)安裝高度再按－70～80m已沒必要，新建電站廠房可露天放置。安裝高度提高、露天廠房牽涉的土建及機(jī)電設(shè)計(jì)的改變，會(huì)節(jié)省一大筆投資，節(jié)省的投資與原設(shè)計(jì)方案的投資之比就是增效值，可劃為百分?jǐn)?shù)的增效值。

泵機(jī)調(diào)壓門調(diào)壓值的選取原理：

泵的調(diào)壓門只有一扇，一個(gè)動(dòng)作需控制多起增效，多起增效的調(diào)壓值均為一個(gè)值：泵揚(yáng)程加損，只有此值才可徹底作到轉(zhuǎn)輪內(nèi)無加速度，多起增效均需無加速度。機(jī)調(diào)壓門調(diào)壓值有3處增效，取其收回轉(zhuǎn)輪意外多得一份能量的調(diào)壓值為選取值，此值是造成機(jī)輪內(nèi)產(chǎn)生真空的基本原因，無真空則輪內(nèi)空腔被一塊靜止水體所充滿，靜止水體使中低流量區(qū)的效率提高為所在水頭的最高效率。還使小流量區(qū)“S” 不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)變?yōu)榉€(wěn)定運(yùn)行區(qū)。

機(jī)運(yùn)行調(diào)壓門調(diào)壓后轉(zhuǎn)輪意外多得一份能量的原理和調(diào)壓門孔口出流型式帶來的能量收回原理：

轉(zhuǎn)輪有一個(gè)結(jié)構(gòu)性的優(yōu)缺點(diǎn)，就是進(jìn)水邊外有一持殊三角區(qū)水流的動(dòng)能可以提前傳給轉(zhuǎn)輪﹙圖15﹚，為優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)輪出口內(nèi)的特殊三角區(qū)葉背擊水，對(duì)仍在轉(zhuǎn)輪范圍內(nèi)但已不能對(duì)葉片正面作功的水流又返還一部份能量﹙圖15﹚，為缺點(diǎn)。機(jī)況安裝調(diào)壓門后，調(diào)壓門提高的水壓力與出口特殊三角區(qū)葉背擊水造成的水壓力相等，可使原出口特殊三角區(qū)葉背擊水不能傳遞能量，則轉(zhuǎn)輪較原技術(shù)運(yùn)行狀態(tài)多得了這份擊水傳出的能量，這份能量是在原水輪機(jī)效率之上多得的，較原技術(shù)水輪機(jī)增加一效率值。此效率值也可劃為百分?jǐn)?shù)的增效值。新建已建蓄能電站機(jī)組均有這份增效，新建已建常規(guī)水電站機(jī)組安裝調(diào)壓門調(diào)壓后也有這份增效。水動(dòng)專業(yè)過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)尾水中有股超出預(yù)計(jì)的動(dòng)能 ，也想收回但實(shí)際未達(dá)到收回效果。過去有一種說法，稱尾水管為吸出管，收回尾水中的一部份動(dòng)能，其實(shí)說的就是這部份能量。過去的收回方法是建立在一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)上，變徑的尾管只能減小局損，同渦殼前的變徑段一樣起個(gè)減小局損的作用，這部份能量靠吸出管收回不了。機(jī)調(diào)壓門選取的控制調(diào)壓值可從轉(zhuǎn)輪尺寸實(shí)測值中和轉(zhuǎn)輪運(yùn)行發(fā)電參數(shù)實(shí)測值中求出，轉(zhuǎn)輪出口外三角體積/兩相鄰葉片中間體積＝理論增效值：對(duì)同一運(yùn)行點(diǎn)，﹙新技術(shù)發(fā)電量－原技術(shù)發(fā)電量﹚/原技術(shù)發(fā)電量＝實(shí)際增效值。式中新技術(shù)發(fā)電量為在泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)內(nèi)，同一流量水頭下不斷關(guān)小調(diào)壓門開度記錄下的各運(yùn)行點(diǎn)發(fā)電量，繪制出發(fā)電量與開度的關(guān)系曲線，同一圖同一坐標(biāo)內(nèi)再繪上無調(diào)壓門調(diào)壓的水輪機(jī)發(fā)電量關(guān)系曲線，同一開度二發(fā)電量關(guān)系曲線相距一距離，同一開度二線對(duì)應(yīng)點(diǎn)距離值便是該運(yùn)行點(diǎn)調(diào)壓門調(diào)壓的增發(fā)電量，代入上式可求出各運(yùn)行點(diǎn)的實(shí)際增效值，該圖上繪制的第一條曲線將各點(diǎn)電量換算為機(jī)軸能量，再換算為壓力能便是該電站機(jī)組調(diào)壓門在泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)內(nèi)的控制調(diào)壓值，編程輸入計(jì)算機(jī)，調(diào)壓門開度由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。蓄能機(jī)最大最小水頭差四五十米，用變化中的水頭值作為調(diào)壓值，只多一自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，比用一個(gè)最大壓力值調(diào)壓，相當(dāng)多得一中型電站發(fā)電量，值得。這里調(diào)壓門的開度與所處水頭和流量的組合為對(duì)應(yīng)關(guān)系。調(diào)壓門具體控制的壓力值必須用實(shí)測值。

機(jī)調(diào)壓門的調(diào)壓值待轉(zhuǎn)輪出口葉背擊水形成的壓力實(shí)測值岀來后再定，調(diào)壓值與出口葉背擊水形成的壓力必須相等，中低流量區(qū)的低效、氣蝕這些現(xiàn)象皆因轉(zhuǎn)輪中有真空，真空產(chǎn)生的根源是葉背擊水造成，所以調(diào)壓值采用葉背擊水形成的真實(shí)壓力值。這里必須說明的是，過去用吸出高度來治理氣蝕的辦法，它的出現(xiàn)到現(xiàn)在早已超過半個(gè)多世紀(jì)，自出現(xiàn)到現(xiàn)在一直在延用，實(shí)踐證明一直無效，但還在用，從主軸中、從尾水管中補(bǔ)氣的做法可見人們對(duì)治理氣蝕理論的執(zhí)迷程度，可見對(duì)這一問題的解決多么渴望。它無效的原因出在哪里，出在那個(gè)推導(dǎo)公式是建立在靜止水體基礎(chǔ)之上，機(jī)組不運(yùn)行時(shí)尾水確實(shí)能夠淹沒轉(zhuǎn)輪，運(yùn)行的轉(zhuǎn)輪內(nèi)水體是流動(dòng)的，水一流動(dòng)淹沒水體就沒有了，被流水帶走再不會(huì)有新的靜止水體再來，原應(yīng)用于靜水的技術(shù)用在動(dòng)水中當(dāng)然無效。本技術(shù)用調(diào)壓門調(diào)整轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水壓力乃是在動(dòng)水基礎(chǔ)上的辦法，它不是用下游水庫用有壓力的靜止水體流進(jìn)轉(zhuǎn)輪浸占真空位置，而是從源頭上制止真空的產(chǎn)生，從上游來水中截一部份填充在轉(zhuǎn)輪內(nèi)，變?yōu)橄鄬?duì)靜止的水體。

水輪機(jī)尾水排入尾池其阻力系數(shù)為1， v^2//2g【注5下格】，因底孔水流速度提高直接增加損失而使門前水壓升高，平板門升高的虛擬水頭值與平板門孔口水流速度提高增加的水頭損失值相等，等于水輪機(jī)轉(zhuǎn)持出口特殊三角區(qū)葉背擊水失效，意外多得的一份能量給調(diào)壓門又損失掉，說明底孔入岀等速的平板門不適合調(diào)壓。底孔出流的尾檢門必須改為仍有平板門框，各箱格設(shè)一漸縮孔出流的復(fù)合性能的調(diào)壓門，出口大小可調(diào)的調(diào)壓門【注5上格】。注5上格漸縮孔出流調(diào)壓可由設(shè)計(jì)人將調(diào)壓門的能量損失值設(shè)計(jì)成最小，或趨為0，則收回的葉背擊水的能量值最大，方可收回意外多得的大部份能量。上世紀(jì)60年代后建的電站吸出高度放肆加大，為現(xiàn)今常規(guī)水電站采用本技術(shù)帶來一大好處，就是現(xiàn)今的已建電站機(jī)組的吸出高度絕對(duì)值均大于本技術(shù)欲裝的調(diào)壓門調(diào)壓值的虛擬水頭，好處是調(diào)壓門可與原檢修門同一方向受壓。漸縮孔長度一半布置在門厚度之內(nèi)，另一半可布置在厚度之外。每孔結(jié)構(gòu)為方形孔口漸縮泄水，可用園孔漸縮試驗(yàn)公式近似計(jì)算【注5】，方孔還優(yōu)于園孔便于施工。經(jīng)對(duì)各種變徑段出流能量損失分析，平板門框可調(diào)式多孔出流漸縮管的調(diào)壓門將為蓄能機(jī)的水輪機(jī)況和常規(guī)水輪機(jī)最適用最有效的調(diào)壓門。新建電站調(diào)壓門與尾檢分開，調(diào)壓門放在機(jī)組一側(cè)，門頁應(yīng)是方形斷面浙縮管頂板，通過調(diào)底板調(diào)流來調(diào)壓。

10、應(yīng)用本技術(shù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口返還能量收回后，發(fā)電量較原銘牌值有多，已建電站只能維持原銘牌發(fā)電量，但電站運(yùn)行人員必須心中有數(shù)。因多出一份發(fā)電量，廣蓄一期水輪機(jī)用原流量發(fā)電會(huì)超出銘牌值，不允許，要設(shè)一套自動(dòng)控制裝置，它的水輪機(jī)額定需水量也不再是68.7 m³/_S，而是一個(gè)較68.7 m³/_S小的新值。新建電站制造廠的新設(shè)備則應(yīng)修改轉(zhuǎn)輪直徑，令發(fā)電機(jī)容量與水輪機(jī)出力相配。

有益效果

1、如果新建蓄能電站機(jī)組采用本技術(shù)，發(fā)電廠房可將洞內(nèi)式改為露天式，機(jī)組安裝高度由－70～80 m改為－1.5～2.5m，，可省下一大筆電站基建費(fèi)用，可算出百分比的增效值。因采本技術(shù)而增加的投資比起電站基建省下的費(fèi)用微乎其微，并不增加投資。

2、已建電站采用本技術(shù)電站方可先試再?zèng)Q定是否采用，只運(yùn)行一下，就可決定。技改工作電站方不必先投入資金，之后也不要電站方單獨(dú)拿出這項(xiàng)資金，是通過現(xiàn)設(shè)備借技先運(yùn)行一時(shí)間用效益籌金，相當(dāng)技術(shù)方提供了技改資金。實(shí)際是新技術(shù)與原設(shè)備共籌。

3、已建電站機(jī)組采用本技術(shù)后可摒棄原非正常有回流的和快速升降過流量的低效運(yùn)行方式，改為跟隨負(fù)荷曲線同步變化流量的高效正常運(yùn)行方式，泵況與機(jī)況運(yùn)行可有5＋3項(xiàng)增效，新建蓄能電站機(jī)組可有7+4項(xiàng)增效?，F(xiàn)設(shè)蓄能機(jī)只有挖谷筑峰一個(gè)功能，廣蓄一期已建新建電站機(jī)組總效率的簡易算法應(yīng)為各能量傳遞段分效率之積，二者分別計(jì)算加以對(duì)比，最易看出本技術(shù)的增效情況。已建電站機(jī)組從電網(wǎng)的取電量為34..2/電機(jī)效率0.98＝34.9萬kw，在算式中為1，廠家不承認(rèn)有回流，又有意把額定揚(yáng)水量少算1.5 m³/s ，二項(xiàng)應(yīng)體現(xiàn)在算式中，其總效率為：1×電動(dòng)機(jī)效率×﹙1－回?fù)p﹚×﹙1－1.5/運(yùn)行流量Q×泵效率×機(jī)效率×發(fā)電機(jī)效率＝1×0.98×﹙1－0.083﹚×﹙1－0.03﹚×0.9355×0.9302×0.98＝0.752﹙基本符合人們一般的認(rèn)識(shí)75％﹚；廣蓄一期新建電站從電網(wǎng)的取電量也為1，但無回流。無瞞報(bào)流量1.5 m³/s，其總效率為：1×0.98×0.9442×0.9442×0.98＝0.8562。按上兩式計(jì)算的已建新建電站效率值并不是最后值，尚有三項(xiàng)增效值需分別加入上式，各加兩項(xiàng)。機(jī)組安裝高程提高帶來的增效：廠房改為地面式安裝高度提高68m，因基建投資降低與機(jī)組安裝提高值成比例關(guān)系，計(jì)算水頭500.5m，投資應(yīng)降低68 /500.5＝0.136＝13.6％，電站基建投資收回年限10年， 13.6/10＝1.36％，相當(dāng)每臺(tái)機(jī)組增效1.36/4＝0.34％；轉(zhuǎn)輪出口特殊三角區(qū)內(nèi)葉背擊水返還能量的收回帶來的增效；裝調(diào)壓門提高水輪機(jī)尾壓力的結(jié)果使三角區(qū)內(nèi)葉背擊水返還能量的收回值技術(shù)人估計(jì)為電站水頭能的1/20，為500.5/20＝25 m水頭的能量，葉背擊水損耗能量25/500.5＝0.05＝5％，如果只能收回90％，得0.045％；回流損和揚(yáng)水達(dá)不到額定值少1.5 m³/s流量損。于是新建廣蓄一期機(jī)組最終效率為0.8562×﹙1＋0.0034﹚×﹙1＋0.045﹚＝0.8977，已建廣蓄一期機(jī)組最終效率為0.752×﹙1＋0.083﹚×﹙1＋0.045﹚＝0.851。此為估算值，先給讀者一個(gè)粗略印象，最終需待三角區(qū)內(nèi)葉背擊水返還能量實(shí)測值岀來，改為露天廠房工程結(jié)算值出來再定。式中回流損失還未包括第二個(gè)次生損X，

蓄能機(jī)如果只按挖谷填峰運(yùn)行機(jī)組每天工作小于12小時(shí)，實(shí)際調(diào)度好一點(diǎn)也不閑著，調(diào)去旋轉(zhuǎn)備用或泵機(jī)調(diào)相三態(tài)運(yùn)行，三態(tài)都是空轉(zhuǎn)，廣蓄一期機(jī)組空轉(zhuǎn)耗流量2.7m³/s，本技術(shù)增效后只耗流量0.89 m³/s，上述計(jì)算未包括這一項(xiàng)，其實(shí)這一項(xiàng)得值很大，國外蓄能機(jī)主要靠這項(xiàng)賺錢，本技術(shù)比國外多賺其兩倍的錢，2.7/0.89＝3。

4、已建待建常規(guī)水電站中高水頭中大型機(jī)組若采用本技術(shù)增設(shè)調(diào)壓門調(diào)壓，其有益效果有2：在原技術(shù)機(jī)效率之上可多得一份意想不到的增效，收回轉(zhuǎn)輪出口內(nèi)特殊三角區(qū)葉背擊水返還給作功完畢水流的一部份能量。在全運(yùn)行區(qū)內(nèi)將中低效率點(diǎn)的效率均提高為所在水頭最高效率值。

附圖

圖 1火電裝機(jī)發(fā)電量在電網(wǎng)日負(fù)荷曲線上的位置圖

圖2蓄能機(jī)吸發(fā)電量在電網(wǎng)日負(fù)荷曲線上的位置圖

圖3標(biāo)準(zhǔn)蓄能機(jī)機(jī)況模型特性曲線圖

圖4已建廣蓄一期機(jī)況特性曲線圖

圖5已建廣蓄一期4臺(tái)蓄能泵在日負(fù)荷曲線上挖谷分布圖

圖6已建廣蓄一期4臺(tái)蓄能泵挖谷時(shí)系統(tǒng)火電機(jī)組被迫為回流補(bǔ)調(diào)增發(fā)的電量圖

圖7已建廣蓄一期4臺(tái)蓄能機(jī)泵況挖谷時(shí)系統(tǒng)火電機(jī)組為超挖增發(fā)的電量和為欠挖補(bǔ)挖增發(fā)的電量圖

圖8 已建廣蓄一期機(jī)況運(yùn)行區(qū)在綜合特性曲線上位置圖

圖9已建廣蓄一期泵運(yùn)行區(qū)在綜合特性曲線上位置圖

圖10 已建廣蓄一期機(jī)況調(diào)壓門第1個(gè)作用后機(jī)況運(yùn)行區(qū)在綜合特性上位置和效率圖

圖11已建廣蓄一期泵況調(diào)壓門第3個(gè)作用后泵況運(yùn)行區(qū)在綜合特性上位置和效率圖

圖12新建廣蓄一期第二次選運(yùn)行區(qū)后泵機(jī)運(yùn)行區(qū)在機(jī)特性曲線上位置和效率圖

圖13 劉家峽水電站2號(hào)進(jìn)水道入口氣蝕圖

圖14 抽水蓄能機(jī)轉(zhuǎn)輪部份縱剖面圖

圖15 機(jī)轉(zhuǎn)輪最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)等流線環(huán)向剖面圖。

附圖說明

圖1中 橫坐標(biāo)為小時(shí)h，縱坐標(biāo)為發(fā)電量和電網(wǎng)負(fù)荷kw，發(fā)電量曲線與電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線相同。曲線很似正弦曲線，系統(tǒng)內(nèi)火電裝機(jī)最大發(fā)電量為N，最小發(fā)電量為N₁。

圖2中 電力系統(tǒng)內(nèi)配備了蓄能機(jī)，圖2是圖1的發(fā)展，圖中N₁水平線與其上N₂水平線間面積1為系統(tǒng)火電裝機(jī)所缺容量， N₃線與其上水平線N₁間面積2為系統(tǒng)控制少發(fā)的火電容量，系統(tǒng)裝蓄能機(jī)后火電機(jī)組仍在N與N₁間經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行， N₁線以下為系統(tǒng)火電非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，可系統(tǒng)負(fù)菏在N₁以下時(shí)火電機(jī)組并不停機(jī)，而是將自己的發(fā)電曲線改為按N₁水平線運(yùn)行，即作到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，把2區(qū)面積所代表的能量轉(zhuǎn)給蓄能機(jī)，蓄能機(jī)把面積2的電能變?yōu)樗艽嬖谏蠋?，這一轉(zhuǎn)傳可使火電機(jī)組不在非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行，到系統(tǒng)負(fù)荷曲線升至N線之上時(shí)蓄能機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電，水輪機(jī)把所蓄水能又變?yōu)槊娣e1電能，對(duì)面積2叫挖谷，對(duì)面積1叫筑峰，使系統(tǒng)發(fā)電曲線與負(fù)菏曲線相符。這樣火電裝機(jī)容量可減少面積2的容量，并增加面積1的容量，一日內(nèi)不停機(jī)，還在經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，克服火電機(jī)組停機(jī)一日內(nèi)發(fā)動(dòng)不起的缺點(diǎn)。

圖3中上標(biāo)一個(gè)電站的機(jī)況運(yùn)行上邊界線，可隨電站具體數(shù)據(jù)而變。供參考。

圖4乃為把圖3的等值效率值換成廣蓄一期機(jī)的等效率值，取消原機(jī)況運(yùn)行上邊界線。廣蓄一期真機(jī)機(jī)況的等效率曲線值本由制造廠提供，本技術(shù)人不知，但可通過泵機(jī)運(yùn)行區(qū)的繪制依據(jù)附表數(shù)據(jù)找到真機(jī)與模型機(jī)的差值算出的。此圖是供繪制圖8圖9作底圖的。

圖5中 曲線為電網(wǎng)原負(fù)荷曲線，4-1、4-2、4-3、4-4表示蓄能機(jī)號(hào)，所占位置的面積為發(fā)電量，蓄能機(jī)按目前運(yùn)行方式?？焖偻度胪顺觥M直線為各臺(tái)蓄能機(jī)吸納電量的上下邊界線，最上邊界線為系統(tǒng)火電機(jī)組不停機(jī)仍運(yùn)行的發(fā)電N₁等值線﹙理想線﹚，4-1、4-2、4-3、4-4四區(qū)的火電發(fā)電量被蓄能機(jī)吸納。

圖6 為系統(tǒng)火電機(jī)組被迫給圖5中4臺(tái)機(jī)組的回流補(bǔ)發(fā)的電量圖，補(bǔ)發(fā)的結(jié)果使等值的N₁線變?yōu)檎劬€，系統(tǒng)火電機(jī)又不得不在等值N₁線以下運(yùn)行，實(shí)際與想象差一距離。

圖7為圖5谷區(qū)放大圖，面積3 4 5 6塊為系統(tǒng)火電機(jī)組不得不另在N₁下對(duì)應(yīng)位置補(bǔ)發(fā)的電量，面積7 8 9 10塊為系統(tǒng)火電機(jī)組不得不為欠挖部份補(bǔ)挖到位而多發(fā)的電量。這兩部份電量若火電機(jī)組不能及時(shí)補(bǔ)發(fā)需調(diào)荷機(jī)動(dòng)機(jī)組補(bǔ)發(fā)。

圖8圖9中 對(duì)應(yīng)水頭和揚(yáng)程的n₁₁線按泵揚(yáng)程最小最大值的對(duì)應(yīng)n₁₁線和機(jī)水頭最小最大值的對(duì)應(yīng)n₁線將泵機(jī)的規(guī)定運(yùn)行范圍分別繪于其上，機(jī)最小水頭496m對(duì)應(yīng)的n₁₁線和泵的最大揚(yáng)程550m對(duì)應(yīng)的n₁₁線間為泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)。二規(guī)定運(yùn)行范圍邊線Q₁₁值和揚(yáng)程水頭線的n₁₁值由計(jì)算得來，用水的能量計(jì)算式N=9.81×Q×H和化引值計(jì)算式：Q₁₁= Q /﹙D₁²√H﹚。機(jī)最小水頭496m對(duì)應(yīng)的線n₁₁和泵的最大揚(yáng)程550m對(duì)應(yīng)的線n₁₁間為泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)。運(yùn)行區(qū)的下端線為空轉(zhuǎn)線，圖8中 機(jī)況運(yùn)行區(qū)上端終止于C₁CC₂線，圖9中 泵況運(yùn)行區(qū)上端終止于D₁D₂線，二圖上邊線的端拐點(diǎn)Q₁₁值和揚(yáng)程水頭線的n₁₁值由水的能量計(jì)算式N=9.81×Q×H和化引式計(jì)算： n₁₁=n D₁/√H Q₁₁= Q/﹙ D₁²√H﹚計(jì)算得來。泵的運(yùn)行區(qū)只有在其調(diào)壓門的第1第2個(gè)調(diào)壓作用后才可繪在機(jī)的綜合特性曲線圖上，泵機(jī)運(yùn)行區(qū)內(nèi)各運(yùn)行點(diǎn)的效率可從其所在位置查到，二圖的最低水頭496m的n₁₁=87.2，最大揚(yáng)程550m的n₁₁=82.8，中間水頭536m的n₁₁=83.9，揚(yáng)程514m的n₁₁=82.8，圖8中點(diǎn)C₁的Q₁₁=0.204、C點(diǎn)的Q₁₁=0.203、C₂點(diǎn)的Q₁₁=0.194，點(diǎn)C的n₁₁=86.84。圖9中點(diǎn)D3的Q₁₁=0.174，點(diǎn)D4的Q₁₁=0.165，點(diǎn)D的Q₁₁=169，點(diǎn)D的位置只表示在點(diǎn)D3之下，因無泵效率圖，若有，憑效率值可找到相應(yīng)的位置。從二圖的比較中可看出機(jī)比泵多出一段窄運(yùn)行區(qū)，為照顧泵轉(zhuǎn)速所以機(jī)偏離高效區(qū)，窄運(yùn)行區(qū)是根據(jù)曲線特性增加的。圖8中D1 D2線是泵調(diào)壓門的第1第2第3個(gè)調(diào)壓作用后泵運(yùn)行區(qū)的上邊線。

圖10是機(jī)調(diào)壓門第1個(gè)增效作用后的運(yùn)行區(qū)，全運(yùn)行區(qū)就一個(gè)效率值，為圖8運(yùn)行區(qū)上邊線平均效率值。

圖11是泵調(diào)壓門第1第2第3第4個(gè)增效作用后的運(yùn)行區(qū)，全運(yùn)行區(qū)就一個(gè)效率值，為圖9運(yùn)行區(qū)D₁D₂線效率的平均值。

圖12泵機(jī)可共同運(yùn)行區(qū)的泵機(jī)區(qū)的上邊線均在特性曲線的最優(yōu)環(huán)線內(nèi)，則泵機(jī)全運(yùn)行區(qū)為

最優(yōu)效率值。

圖13 箭頭為水庫泄流欲進(jìn)泄水道位置，泄水道門槽前鋼面板損壞最嚴(yán)重，所標(biāo)～為嚴(yán)重程度：掌狀凹陷9×20cm，深1cm手指大小，中指可放入中指大小，可放入中母指可放入，附近還有幾處孔洞大小相等最長一條溝槽15×3～5×4cm，附近有4～5個(gè)溝槽園孔直徑2 cm，深2～3 cm溝槽長15cm氣蝕嚴(yán)重區(qū)距壩面4～5m，，門槽處鋼面底板最大水深70 m，水流主要在氣蝕區(qū)加速至30m/s，后面流速再?zèng)]增加。

圖14 為只繪出抽水蓄能機(jī)泵輪機(jī)輪部份剖面圖，中空形似花蘭，流道中間虛線為額定揚(yáng)水量時(shí)園管壁形的內(nèi)邊線，虛線﹙雙線表示方形斷面扭90⁰﹚至右邊底環(huán)內(nèi)面為園管壁形流道，隨流量的減小虛線不斷向底環(huán)內(nèi)面靠近，在本技術(shù)的調(diào)壓作用下，任一小流量的薄水層水流狀態(tài)都和額定水流狀態(tài)相同。

圖15中絕對(duì)速度為水流最優(yōu)工作狀態(tài)速度。V₁為二葉片間第一束作用于葉片的進(jìn)水絕對(duì)速度，箭頭與葉片夾角為鈍角。以絕對(duì)速度為一邊、以另一葉片尖端外延的骨線為一邊、以二葉片進(jìn)水端點(diǎn)間的點(diǎn)連線為一邊，組成的三角形為機(jī)輪進(jìn)口特殊三角形。三角形之內(nèi)水流的動(dòng)能全作用在葉片上，可按幾何形狀三角體在轉(zhuǎn)輪之外。圖中V₂為二葉片間出水絕對(duì)速度，出口特殊三角形的一邊以V₂^，為一邊、以V₂^，與后葉片交點(diǎn)以外的葉背為一邊，以二葉片出水端點(diǎn)點(diǎn)連線為一邊組成的三角形為出口特殊三角形，按幾何形狀它在轉(zhuǎn)輪之內(nèi)，可按水流對(duì)葉片的作用它已流出轉(zhuǎn)輪，可葉背還在擊水對(duì)水流作功，將轉(zhuǎn)輪已獲得的能量分一部份還給水流。

具體實(shí)施

此專利創(chuàng)作方和使用方不是一方，雙方需合作才有共贏，具體實(shí)施前多出兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一是乙方原理上認(rèn)可，第二是乙方愿試。此專利試驗(yàn)不需要投入資金改動(dòng)設(shè)備，也不會(huì)損壞設(shè)備，乙方不擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)已建電站只需抽一臺(tái)機(jī)組用暫短的時(shí)間在泵況兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)做個(gè)試驗(yàn)，讀兩個(gè)數(shù)就可，看看能否收回泵回流損失這個(gè)大項(xiàng)，眼見為實(shí)，乙方就可決定是否合作。該電站采用本技術(shù)進(jìn)行全套技術(shù)改造乙方也不用先投入資金，采用借技增值辦法積累資金，仍按原運(yùn)行方式運(yùn)行，抽第1臺(tái)機(jī)組在第1試驗(yàn)點(diǎn)滿載運(yùn)行1～2個(gè)月，另1臺(tái)擔(dān)負(fù)調(diào)相的機(jī)組在第2試驗(yàn)點(diǎn)運(yùn)行1～2個(gè)月，就是積累資金，泵收回的能量損失體現(xiàn)在少付給電網(wǎng)的電費(fèi)上，少付的電費(fèi)足夠全套設(shè)備技術(shù)改造投入的資金。發(fā)明專利人只提供技術(shù)方法，具體設(shè)計(jì)、改造屬常規(guī)技術(shù)需電站來做，這部份的費(fèi)用有價(jià)可尋，支出均包括在技改投入之中。整個(gè)改造過程專利技術(shù)人會(huì)與電站全力配合。發(fā)現(xiàn)問題、對(duì)問題的思考、穿透問題的實(shí)質(zhì)、解決某問題的辦法第一個(gè)先想出、對(duì)已有理論的深層次的理解與運(yùn)用……這些屬于發(fā)明專利范圍。

試驗(yàn)仍以廣蓄一期電站說事。第1試驗(yàn)點(diǎn)選圖9上D₁點(diǎn)，令泵在額定揚(yáng)程496m運(yùn)行，揚(yáng)水60 m³/_S，原泵軸投入能量34.2萬kw。試前先將調(diào)流門底孔開度控制在過流量60 m³/_S位置，調(diào)流門底孔高度按水利平板閘門出流量查表計(jì)算，底孔高度決定于門前水深也決于試驗(yàn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過流量，水流在引水洞內(nèi)的能量損失由泵輪付出，調(diào)流門孔高一次調(diào)到位，運(yùn)行中不動(dòng)，利用檢修門調(diào)流符合檢修門原操作規(guī)定，靜水中動(dòng)作，孔口放水也符合水利閘門的使用范圍。之后開機(jī)，手動(dòng)操作開大調(diào)壓門孔口開度，導(dǎo)葉前﹙泵輪導(dǎo)葉間﹚水壓力達(dá)給定值停止動(dòng)作，泵輪運(yùn)行點(diǎn)自動(dòng)按設(shè)計(jì)流量通過，調(diào)流門孔口進(jìn)入的只有設(shè)計(jì)流量，泵輪內(nèi)無真空回流不會(huì)產(chǎn)生，讀電動(dòng)機(jī)功率表顯示數(shù)，算出泵軸投入的能量，與34.2萬kw比較，若小于此值則本技術(shù)成功，若相等則失敗。小于值肯定比回流能量損失值2.84萬kw還大，這個(gè)差值包括調(diào)壓門第1第2第3個(gè)增效的能量值，第1第3個(gè)增效值為已知，因缺泵效率曲線圖，第2個(gè)增效值為未知。第3個(gè)增效值為1.5/60=0.025=2.5％，已知二項(xiàng)增效值為8.3＋2.5=10.8％，34.2×0.108=3.69萬kw，這時(shí)第2個(gè)增效也變?yōu)橐阎?，能量差值減去3.69萬kw就是第2個(gè)增效的能量值。如果廣蓄一期1號(hào)機(jī)每天挖谷運(yùn)行8小時(shí)，隨揚(yáng)水的增加揚(yáng)程增大運(yùn)行點(diǎn)會(huì)沿D₁D₂線向D₂點(diǎn)方向移動(dòng)﹙圖11﹚，效率會(huì)增加，運(yùn)行1～2個(gè)月的效率按D₁點(diǎn)效率計(jì)算得值還小于實(shí)際值，如第1臺(tái)機(jī)組每天8小時(shí)運(yùn)行2個(gè)月，按全國平均對(duì)大工業(yè)售電價(jià)格0.58元/度計(jì)算，至少可積資3.69×8×60×0.58=1027萬元，第2試驗(yàn)點(diǎn)選圖11的K₁點(diǎn)空轉(zhuǎn)調(diào)相運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)也有負(fù)載讀數(shù)，與原此點(diǎn)調(diào)相運(yùn)行負(fù)載讀數(shù)比較，肯定原讀數(shù)＞現(xiàn)讀數(shù)，原讀數(shù)與現(xiàn)讀數(shù)的差值則是泵況第1增效與第2增效值之和，此數(shù)大于最大回流損失值5.68萬kw，按5.68萬kw計(jì)算，每天運(yùn)行2小時(shí)，2個(gè)月可積累資金﹙5.68/0.98﹚×2×60×0.58=403萬元。已建電站兩泵況試驗(yàn)點(diǎn)計(jì)有4＋4個(gè)增效，只產(chǎn)生2＋1項(xiàng)增效，即本試驗(yàn)所得增效值，這樣的效益難道還有不愿采用本技術(shù)的電廠嗎！只做這兩點(diǎn)試驗(yàn)就足以說明問題，其余增效不必全試，調(diào)流調(diào)壓門不能跟隨變化開度也試不成，技改后僅憑泵的這3個(gè)增效的效益采用本技術(shù)也值得。只要試運(yùn)行成功電站方信心會(huì)倍增，此時(shí)就可談技術(shù)合作之亊。具體實(shí)施必須在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，沒試驗(yàn)結(jié)果乙方不敢采用，技術(shù)創(chuàng)立人甲方只能說明原理也沒事實(shí)證明。每個(gè)電站的試驗(yàn)需先繪出本電站機(jī)組的圖4、圖8、圖9、圖10、圖11計(jì)5幅圖， K₁D₁二試驗(yàn)點(diǎn)在本電站圖9圖11上選，根據(jù)上述原理做自己電站機(jī)組的試驗(yàn)。

已建電站用本技術(shù)進(jìn)行改造最引人的關(guān)健點(diǎn)是它的效益。效率是電站運(yùn)行人員最關(guān)心的事情，其次是安全，可是粗糙的、一年只用一次的尾檢門用它來做電站的隨機(jī)配套設(shè)備，天天、時(shí)時(shí)刻刻參與運(yùn)行，在運(yùn)行人員的眼里恐難通過，設(shè)備已經(jīng)現(xiàn)成，電站不能停下來做大的施工改造，應(yīng)基于電站不停機(jī)又要把技術(shù)改造完成，是著實(shí)先定下的一件大事。原門槽門墩絕對(duì)不能動(dòng)，尾檢門最好還利用。尾檢門能不能利用，可和常規(guī)水電站進(jìn)水口的快速閘門比較一下，它也是個(gè)水利平板門，平時(shí)看起來不用，其實(shí)它天天、時(shí)時(shí)刻刻在準(zhǔn)備著用，并且時(shí)時(shí)在動(dòng)，液壓油缸免不了漏油，門要保持不下沉堵孔，則要求每下沉一小距離就又提上來，暗里在跟著動(dòng)，檢修門的結(jié)構(gòu)與快速門相同，靠滾輪在導(dǎo)軌上移動(dòng)，跟隨程度比快速門只會(huì)慢不會(huì)快，同在動(dòng)水中動(dòng)，有什么不可！把尾檢門的啟閉也改為液壓油控制，技術(shù)上是可以的。4扇門設(shè)1個(gè)油站，油站油缸及推拉桿均布置在水面之上，油站布置在邊墩上，油缸設(shè)置在支架上，支架橫在墩臺(tái)上，油缸立放，閘門啟閉通過推拉桿控制，一門雙缸，協(xié)聯(lián)工作。機(jī)況運(yùn)行水輪機(jī)升荷速度多快機(jī)的調(diào)壓門開閉得跟多快，和油缸相配的油壓裝置要有足夠的容量，要滿足機(jī)況旋轉(zhuǎn)備用機(jī)組升荷運(yùn)行調(diào)壓的需要，其容量應(yīng)以滿足機(jī)運(yùn)行各況需要來選擇。退一步，如果調(diào)壓門跟隨的慢一點(diǎn)，可設(shè)置升荷速度慢一點(diǎn)。已建電站調(diào)壓門仍按原設(shè)計(jì)尾檢門下庫面承壓，調(diào)壓門承壓面也在進(jìn)水方，與原使用況并不矛盾。巳建電站這種運(yùn)行狀態(tài)調(diào)壓門前產(chǎn)生的水壓力的虛擬水位遠(yuǎn)低于下庫水位高度﹙因－70 m﹚。機(jī)調(diào)壓門的一整套控制設(shè)備可交原電站設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，便于取得經(jīng)驗(yàn)，用于本蓄能電站下一步永久調(diào)壓門的設(shè)計(jì)。永久調(diào)壓門必須采用平板門框可調(diào)式多孔出流漸縮管的調(diào)壓門，新建蓄能電站更應(yīng)用此型式的門，每一豎孔門的活動(dòng)門葉歸一推拉桿水上操作。新站調(diào)壓門與尾檢門分開，尾檢門在外調(diào)壓門在內(nèi)。已建電站第一次試驗(yàn)本技術(shù)時(shí)用尾檢門作調(diào)壓門可仍用原啟閑機(jī)，借技籌款也用原啟閑機(jī)，待試驗(yàn)成功后，正式運(yùn)行必須改用液壓裝置，借技籌措的款足夠添置液壓裝置。

關(guān)于機(jī)調(diào)壓門整定壓力的測試：已建電站原尾檢門改為調(diào)壓門后能夠直接實(shí)測所需壓力，新建電站調(diào)壓門虛擬水位比下庫水面高，門的機(jī)組面受壓，露天廠房若仍用平板門調(diào)壓，門縫有漏水，具有20～30 m水頭的漏水會(huì)危及閘門控制設(shè)備，應(yīng)解決好漏水危害問題。新建電站采用的多孔可調(diào)結(jié)構(gòu)的調(diào)壓門需由設(shè)計(jì)和運(yùn)行雙方在實(shí)踐中摸索。

機(jī)運(yùn)行設(shè)調(diào)壓門技術(shù)推廣到中高水頭常規(guī)水電站混流式機(jī)組，有一大有利條件，就是調(diào)壓門的調(diào)壓值遠(yuǎn)小于蓄能機(jī)的調(diào)壓值，技術(shù)人估計(jì)調(diào)壓值的虛擬水頭約為機(jī)水頭的1/20，100m水頭的常規(guī)水電站調(diào)壓值的虛擬水頭僅5m。已建電站改造也不用停機(jī)，原臺(tái)車道仍利用，用鋼構(gòu)架加固，鋪設(shè)復(fù)道，啟閉機(jī)裝在臺(tái)車上，自端頭一臺(tái)臺(tái)行入各位。

本技術(shù)凡結(jié)合實(shí)際部份都是以廣蓄一期電站說事，技術(shù)人希望第一個(gè)試用技改的電站是廣蓄一期，試前省很多工作，節(jié)省時(shí)間。電站方閱讀完本說明書心中應(yīng)該有底，貴站泵運(yùn)行就存在2.84～5.68萬kw的回流損失，僅收回此點(diǎn)能量就可白得一中型水電站的發(fā)電量。

【注1】 蓄能機(jī)的效率應(yīng)是一年或幾年運(yùn)行下來統(tǒng)計(jì)而得的效率，應(yīng)為向電網(wǎng)輸送的電量/從電網(wǎng)使用的電量，以kw．h為單位。

【注2】 泵況最大揚(yáng)水量60 m³/s，占泵輪過流斷面一半，另一半是回流進(jìn)出所占，最大揚(yáng)水量為0時(shí)回流量最大，為60m³/s。進(jìn)出占滿全管。

【注3】氣蝕系金屬氧化現(xiàn)象造成。凹處易氧化，氧化層易被吸走，吸走又被氧化…凹處為什么多次氣蝕都集中在幾處溝槽點(diǎn)坑處，其余面積甚至保持原貌，不得不用金相學(xué)原理來看這一問題。鐵的結(jié)晶體為9個(gè)原子，按鐵的格體分布。不同金屬材料有不同的格體，原子數(shù)量不等，分布也不同。鐵晶格外層一個(gè)原子被氧化其余8個(gè)原子的晶格再不是鐵的晶格，而是8個(gè)離子迅即被吸走，破壞速度之快可想而知。

【注4】假設(shè)泵輪揚(yáng)水量均勻等速增加，從最小揚(yáng)水量增至最大揚(yáng)水量對(duì)全程效率損失用作圖法統(tǒng)計(jì)得來。

【注5】機(jī)水流排入尾池的局部損失計(jì)算摘自《工程流力學(xué)》·主編 王英 李誠

附件：廣蓄電站一期機(jī)組主要參數(shù)·來自《抽水蓄能發(fā)電技術(shù)》梅祖彥 編著·機(jī)械工業(yè)出版社