صيانة مانع التسرب في التوربينات الهيدروليكية

أثناء صيانة وحدة مولد التوربينات المائية، يُعد مانع التسرب أحد عناصر الصيانة الأساسية. ويُقصد بمانع التسرب المستخدم في صيانة التوربينات المائية مانع تسرب المحامل، وهو ضروري أثناء إيقاف التشغيل أو صيانة مانع التسرب العامل للتوربينات المائية ومحمل التوجيه الهيدروليكي، حيث يمنع التدفق العكسي إلى حوض التوربينات عند ارتفاع مستوى الماء في الجزء الخلفي. سنتناول اليوم تصنيفات مختلفة لمانعات تسرب التوربينات، بدءًا من بنية مانع تسرب العمود الرئيسي للتوربين.

يمكن تقسيم مانع التسرب العامل في التوربينات الهيدروليكية إلى

(1) مانع التسرب المسطح. يشمل مانع التسرب المسطح نوعين: مانع تسرب أحادي الطبقة ومانع تسرب ثنائي الطبقة. يعتمد مانع التسرب أحادي الطبقة بشكل أساسي على صفيحة مطاطية أحادية الطبقة لتشكيل مانع تسرب مع الطرف النهائي لحلقة دوارة من الفولاذ المقاوم للصدأ مثبتة على العمود الرئيسي. ويتم إحكام إغلاقه بضغط الماء. يتميز هذا النوع ببساطة تركيبه، إلا أن فعاليته في منع التسرب أقل من فعالية مانع التسرب ثنائي الطبقة، كما أن عمره الافتراضي أقصر. أما مانع التسرب ثنائي الطبقة، فيتميز بفعالية جيدة في منع التسرب، ولكنه معقد التركيب ويتسرب منه الماء عند رفعه. ويُستخدم حاليًا في وحدات التدفق المحوري الصغيرة والمتوسطة الحجم.

(2) مانع التسرب الشعاعي. يتكون مانع التسرب الشعاعي من عدة كتل كربونية مروحية الشكل، تُضغط بإحكام على العمود الرئيسي بواسطة نوابض داخل الكتل الفولاذية المروحية، لتشكيل طبقة مانعة للتسرب. توجد فتحة تصريف صغيرة في حلقة مانع التسرب لتصريف المياه المتسربة. يُستخدم هذا النوع من موانع التسرب بشكل أساسي في المياه النظيفة، إلا أن مقاومته للتآكل ضعيفة في المياه التي تحتوي على رواسب. يتميز مانع التسرب الشعاعي ببنية معقدة، وصعوبة في التركيب والصيانة، وصعوبة في ضمان أداء النوابض، بالإضافة إلى ضعف التنظيم الذاتي الشعاعي بعد الاحتكاك، ولذلك تم الاستغناء عنه بشكل أساسي واستبداله بمانع التسرب الطرفي.

(3) مانع التسرب. يتكون مانع التسرب من حلقة مانعة للتسرب سفلية، وحشوة، وحلقة مانعة لتسرب الماء، وأنبوب مانع لتسرب الماء، وغدة مانعة للتسرب. ويؤدي دور منع التسرب بشكل أساسي من خلال الحشوة الموجودة في منتصف الحلقة المانعة للتسرب السفلية وغلاف الضغط الخاص بالغدة المانعة للتسرب. ويُستخدم مانع التسرب على نطاق واسع في الوحدات الأفقية الصغيرة.

(4) مانع التسرب السطحي. مانع التسرب السطحي: نوع ميكانيكي ونوع هيدروليكي. يعتمد مانع التسرب السطحي الميكانيكي على نابض لسحب القرص المزود بكتلة مطاطية دائرية، بحيث تقترب هذه الكتلة من الحلقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والمثبتة على العمود الرئيسي لتؤدي وظيفة منع التسرب. تُثبت حلقة منع التسرب المطاطية على الغطاء العلوي (أو غطاء الدعم) للتوربين الهيدروليكي. يتميز هذا النوع من مانعات التسرب بالبساطة وسهولة التعديل، إلا أن قوة النابض غير متساوية، مما يجعله عرضة للانغلاق غير المركزي والتآكل وعدم استقرار أداء منع التسرب.

(5) مانع التسرب الحلقي المتاهة. يُعد مانع التسرب الحلقي المتاهة نوعًا جديدًا من موانع التسرب ظهر في السنوات الأخيرة. يعتمد مبدأ عمله على تركيب لوحة ضخ أعلى دولاب التوربين. وبفضل تأثير الشفط الناتج عن لوحة الضخ، تبقى شفة العمود الرئيسي معرضة للهواء الجوي باستمرار، فلا يوجد أي تلامس بين العمود ومانع التسرب، بل طبقة من الهواء فقط. يتميز هذا المانع بعمر خدمة طويل جدًا. مانع التسرب الرئيسي من نوع المتاهة غير التلامسية، ويتكون من جلبة دوارة قريبة من العمود، وصندوق مانع للتسرب، وأنبوب تصريف لمانع التسرب الرئيسي، ومكونات أخرى. في ظل التشغيل العادي للتوربين، لا يوجد ضغط ماء على صندوق مانع التسرب ضمن نطاق الحمل الكامل. تدور لوحة الضخ الموجودة على الدولاب مع الدولاب لمنع دخول الماء والمواد الصلبة إلى مانع التسرب الرئيسي. في الوقت نفسه، يمنع أنبوب تصريف لوحة المضخة تراكم الرمل أو المواد الصلبة تحت الغطاء العلوي لتوربين الماء، ويصرف كمية صغيرة من تسرب المياه من خلال حلقة إيقاف التسرب العلوية إلى مياه الذيل عبر أنبوب تصريف لوحة المضخة.

هذه هي الفئات الأربع الرئيسية لأختام التوربينات. ومن بين هذه الفئات الأربع، يُعد ختم الحلقة المتاهية، كتقنية ختم جديدة، فعالاً في منع تسرب المياه من صندوق الختم، وقد تم اعتماده واستخدامه في العديد من محطات الطاقة الكهرومائية، وحقق أداءً تشغيلياً جيداً.