Както всички знаем, воднотурбинният генератор е основният и ключов механичен компонент на водноелектрическата централа. Следователно е особено важно да се осигури стабилна работа на целия хидравличен турбинен агрегат. Съществуват много фактори, които влияят върху стабилността на хидравличния турбинен агрегат, които съществуват от самото му проектиране.
В цялостната конструкция на хидравличния турбинен агрегат, влиянието на хидравличния дизайн е малко. Когато водната турбина работи при нормални условия, водният поток на изхода на работното колело на агрегата ще продължи да изтича и водният поток на изхода на работното колело няма да се върти. Когато турбината не е в оптимално работно състояние, потокът на изхода на работното колело постепенно ще образува кръгов поток в тръбата за изсмукване на турбината. Когато турбината е под частично натоварване от 40 ~ 70% с нисък напор, потокът на изхода на работното колело ще се завърти напред и постепенно ще образува лентов вихър, което дори ще причини вибрации на турбинния агрегат.
При работата на хидравличната турбина, най-важният фактор, причиняващ вибрациите на хидравличния турбинен агрегат, е пулсацията на налягането в тръбата за отвеждане на въздуха и този фактор представлява заплаха за нормалната работа на турбината на Франсис. Освен това, ако в опашката на потока около аеродинамичния профил се генерира вихрова поредица на Карман, това също ще повлияе на нормалната работа на хидравличната турбина, тъй като ще доведе до принудителни вибрации на лопатката на хидравличната турбина. Когато честотата на тези принудителни вибрации е кратна на собствената честота на вибрациите на лопатката на хидравличната турбина, това ще доведе до пукнатини в лопатката на хидравличната турбина и дори до счупване на лопатката.
Освен това, има и друг фактор, който също ще повлияе на стабилната работа на турбината, а именно хидравличният фактор. Ако условията на работа на турбинния агрегат се отклоняват от проектните условия на турбината, ще възникне феномен на разделяне на потока на входа и изхода на лопатката. Поради нестабилната честота на феномена на разделяне на потока, степента на увреждане също е различна. Хидравличният модел на хидравличната турбина е източникът на енергия за цялата водноелектрическа централа.
Научното и разумно структурно проектиране, обработка и производство на водна турбина могат ефективно да подобрят стабилността на работата на водната турбина, а основните фактори, влияещи върху нейното структурно проектиране и производство, са следните:
① При компонентите на канала за потока, когато налягането на потока в канала за потока действа върху тях, това ще създаде напрежение. С увеличаването на напрежението това ще доведе до еластична деформация на компонентите. Освен това, когато потокът е раздвижен, всеки компонент също ще генерира вибрации. Когато честотата на вибрациите на водния поток е същата като собствената честота на компонентите, това също ще предизвика резонанс, който не само ще доведе до сериозно шумово замърсяване, но и ще повлияе на нормалната работа на хидравличния турбинен агрегат. Особено при водните турбини с големи размери и ниска скорост, собствената им честота е много близка до ниската хидравлична честота, така че е лесно да бъдат засегнати от резонанс.
② Влиянието на технологията на обработка. При обработката и производството на хидравлични турбини, ако обработката на лопатките не е точна или има грешки в процеса на заваряване на компонентите, стойностите на входния и изходния отвор на лопатките ще бъдат относително неравномерни, което в крайна сметка ще доведе до проблеми с вибрациите на двигателя на хидравличния турбинен агрегат.
③ Когато лабиринтният пръстен се обработва, голямата овалност също ще доведе до проблеми с вибрациите на устройството.
Освен това, качеството на монтажа на водната турбина също ще повлияе на стабилната работа на водната турбина. Ако сред различните компоненти на хидравличната турбина водещите лагери не са концентрични един спрямо друг или оста не е правилна, това ще причини хидравлични вибрации и вибрации на компонентите на лагерите.
Време на публикуване: 22 септември 2021 г.
