يؤدي التشغيل غير المستقر لوحدة التوربين الهيدروليكي إلى اهتزازها. وإذا كان اهتزازها خطيرًا، فسيكون له عواقب وخيمة، وقد يؤثر على سلامة المحطة بأكملها. لذلك، تُعد إجراءات تحسين استقرار التوربين الهيدروليكي بالغة الأهمية. ما هي إجراءات التحسين المتاحة؟
١) التحسين المستمر للتصميم الهيدروليكي للتوربينات المائية، وتحسين أدائها، وضمان استقرار تشغيلها. لذلك، لا يقتصر عمل المصممين على امتلاك معرفة مهنية راسخة فحسب، بل يحرصون أيضًا على تحسين التصميم بالاعتماد على خبراتهم العملية.
في الوقت الحاضر، تُستخدم ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) واختبارات النماذج على نطاق واسع. في مرحلة التصميم، يجب على المصمم الجمع بين الخبرة العملية، واستخدام ديناميكيات الموائع الحسابية واختبارات النماذج في العمل، والتحسين المستمر لجناح ريشة التوجيه، وجناح شفرة العداء، ومخروط التفريغ، ومحاولة التحكم بشكل معقول في سعة تقلب ضغط أنبوب السحب. في الوقت الحالي، لا يوجد معيار موحد عالميًا لنطاق سعة تقلب ضغط أنبوب السحب. بشكل عام، تكون سرعة دوران محطات الطاقة عالية الضغط منخفضة وسعة الاهتزاز صغيرة، ولكن السرعة النوعية لمحطات الطاقة منخفضة الضغط عالية وسعة تقلب الضغط كبيرة نسبيًا.
٢) تعزيز مراقبة جودة منتجات التوربينات المائية وتحسين مستوى صيانتها. في مرحلة تصميم التوربين الهيدروليكي، يُعد تعزيز مراقبة جودة منتجات التوربينات الهيدروليكية وسيلةً مهمةً لتحسين استقرار تشغيلها. لذلك، ينبغي أولًا تحسين صلابة أجزاء مجرى التدفق في التوربين الهيدروليكي لتقليل تشوهه تحت التأثير الهيدروليكي. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي على المصمم مراعاة إمكانية رنين التردد الطبيعي لأنبوب السحب، وتردد نطاق دوامة التدفق، والتردد الطبيعي للقناة عند انخفاض الحمل.
بالإضافة إلى ذلك، يجب تصميم الجزء الانتقالي من الشفرة علميًا. وللتعزيز الموضعي لجذر الشفرة، يجب استخدام طريقة تحليل العناصر المحدودة لتقليل تركيز الإجهاد. في مرحلة تصنيع المجرى، يجب اعتماد عملية تصنيع دقيقة، واستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في المادة. وأخيرًا، يجب استخدام برنامج ثلاثي الأبعاد لتصميم نمذجة المجرى والتحكم في سمك الشفرة. بعد معالجة المجرى، يجب إجراء اختبار التوازن لتجنب انحراف الوزن وتحسين التوازن. ولضمان جودة التوربين الهيدروليكي بشكل أفضل، يجب تعزيز صيانته لاحقًا.
هذه بعض الإجراءات لتحسين استقرار وحدة التوربين الهيدروليكي. لتحقيق ذلك، يجب البدء من مرحلة التصميم، ودمج الوضع الفعلي وخبرة العمل، ثم تحسينه باستمرار في اختبار النموذج. بالإضافة إلى ذلك، ما هي الإجراءات اللازمة لتحسين الاستقرار أثناء الاستخدام؟ لنتابع في المقالة التالية.
كيفية تحسين وتعزيز استقرار وحدات توليد الطاقة الكهرومائية أثناء الاستخدام.
أثناء استخدام التوربينات المائية، تتعرض شفراتها ومساراتها ومكوناتها الأخرى تدريجيًا للتجويف والتآكل. لذلك، من الضروري فحص التوربينات المائية وإصلاحها بانتظام. حاليًا، يُعدّ لحام الإصلاح أكثر طرق الإصلاح شيوعًا في صيانة التوربينات الهيدروليكية. في أعمال لحام الإصلاح المحددة، يجب الانتباه دائمًا إلى تشوه المكونات المشوهة. بعد الانتهاء من أعمال لحام الإصلاح، يجب أيضًا إجراء اختبار غير إتلافي وتلميع السطح ليصبح أملسًا.
إن تعزيز الإدارة اليومية لمحطة الطاقة الكهرومائية يساعد على ضمان التشغيل الطبيعي لوحدة التوربينات الهيدروليكية، وتحسين استقرار تشغيلها وكفاءة عملها.
① يجب إدارة تشغيل وحدات التوربينات المائية وفقًا صارمًا للوائح الوطنية ذات الصلة. عادةً ما تكون مهمة تعديل التردد وخفض ذروة الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية في النظام. في وقت قصير، يصبح تجاوز ساعات التشغيل نطاق التشغيل المضمون أمرًا لا مفر منه. في الواقع العملي، يجب التحكم في ساعات التشغيل خارج نطاق التشغيل بنسبة 5% تقريبًا.
② في ظروف تشغيل وحدة التوربينات المائية، يجب تجنب منطقة الاهتزاز قدر الإمكان. عادةً ما تحتوي توربينات فرانسيس على منطقة اهتزاز واحدة أو منطقتي اهتزاز، لذلك في مرحلة بدء التشغيل وإيقاف التوربين، يمكن اتباع طريقة العبور لتجنب منطقة الاهتزاز قدر الإمكان. بالإضافة إلى ذلك، يجب تقليل عدد مرات بدء التشغيل وإيقاف التشغيل قدر الإمكان أثناء التشغيل اليومي لوحدة التوربينات المائية، لأن سرعة التوربين وضغط الماء يتغيران باستمرار أثناء عملية بدء التشغيل وإيقاف التشغيل المتكرر، مما يؤثر سلبًا على استقرار الوحدة.
③ في العصر الجديد، يشهد العلم والتكنولوجيا تطورًا سريعًا. في التشغيل اليومي لمحطات الطاقة الكهرومائية، ينبغي استخدام أساليب كشف متقدمة لمراقبة حالة تشغيل وحدات التوربينات المائية آنيًا، لضمان استقرار تشغيلها.
هذه هي الإجراءات المُتخذة لتحسين استقرار وحدات توليد الطاقة الكهرومائية. عند تطبيق إجراءات التحسين، ينبغي تصميم مخطط التحسين علميًا ومعقولًا وفقًا للوضع الفعلي. بالإضافة إلى ذلك، أثناء أعمال الصيانة الدورية، يُراعى التأكد من عدم وجود أي مشاكل في الجزء الثابت والدوار ومحمل التوجيه لوحدة التوربين المائي، وذلك لتجنب اهتزازها.
وقت النشر: ٢٤ سبتمبر ٢٠٢١
