Visina usisavanja pumpno-akumulacijske elektrane imat će direktan utjecaj na sistem preusmjeravanja i raspored strojarnice elektrane, a zahtjev za plitkom dubinom iskopa može smanjiti odgovarajuće troškove izgradnje elektrane; Međutim, to će također povećati rizik od kavitacije tokom rada pumpe, tako da je tačnost procjene nadmorske visine tokom rane instalacije elektrane vrlo važna. U ranom procesu primjene pumpne turbine, utvrđeno je da je kavitacija rotora pod radnim uslovima pumpe bila ozbiljnija nego pod radnim uslovima turbine. Prilikom projektovanja, općenito se vjeruje da ako se može zadovoljiti kavitacija pod radnim uslovima pumpe, mogu se zadovoljiti i radni uslovi turbine.
Izbor visine usisavanja turbine pumpe miješanog protoka uglavnom se odnosi na dva principa:
Prvo, treba ga izvesti pod uslovom da nema kavitacije pod radnim uslovima vodene pumpe; Drugo, ne smije doći do odvajanja vodenog stuba u cijelom sistemu za transport vode tokom prelaznog procesa odbacivanja jediničnog opterećenja.
Generalno, specifična brzina je proporcionalna koeficijentu kavitacije radnog kola. Sa povećanjem specifične brzine, koeficijent kavitacije radnog kola se takođe povećava, a performanse kavitacije se smanjuju. U kombinaciji sa empirijskom proračunskom vrijednošću visine usisavanja i proračunskom vrijednošću stepena vakuuma u usisnoj cijevi pod najopasnijim uslovima prelaznog procesa, uzimajući u obzir da, pod pretpostavkom što veće uštede na građevinskim iskopima, jedinica ima dovoljnu dubinu uranjanja kako bi se osigurao siguran i stabilan rad jedinice.
Dubina uranjanja pumpne turbine visokog pada određuje se prema odsustvu kavitacije pumpne turbine i odsustvu odvajanja vodenog stuba u usisnoj cijevi tokom različitih prelaznih stanja. Dubina uranjanja pumpnih turbina u reverzibilnim elektranama je vrlo velika, tako da je visina instalacije jedinica niska. Visina usisavanja pumpnih turbina koje se koriste u elektranama koje su puštene u rad u Kini, kao što je Xilong Pond, iznosi -75 m, dok je visina usisavanja većine elektrana sa 400-500 m vodenog pada oko -70 do -80 m, a visina usisavanja od 700 m vodenog pada oko -100 m.
Tokom procesa odbacivanja opterećenja pumpne turbine, efekat vodenog udara značajno smanjuje prosječni pritisak u dijelu cijevi za odvod vode. S brzim povećanjem brzine radnog kola tokom procesa tranzicije odbacivanja opterećenja, izvan izlaznog dijela radnog kola pojavljuje se snažan rotirajući tok vode, što smanjuje centralni pritisak u dijelu cijevi od vanjskog pritiska. Iako je prosječni pritisak u dijelu i dalje veći od pritiska isparavanja vode, lokalni pritisak u centru može biti niži od pritiska isparavanja vode, što uzrokuje odvajanje vodenog stuba. U numeričkoj analizi procesa tranzicije pumpne turbine, može se dati samo prosječni pritisak svakog dijela cijevi. Samo kroz potpuni simulacijski test procesa tranzicije odbacivanja opterećenja može se odrediti lokalni pad pritiska kako bi se izbjegao fenomen odvajanja vodenog stuba u cijevi za odvod vode.
Dubina uranjanja turbine pumpe visokog pritiska ne samo da treba da ispunjava zahtjeve protiv erozije, već i da osigura da usisna cijev nema odvajanja vodenog stuba tokom različitih prelaznih procesa. Turbina pumpe super visokog pritiska usvaja veliku dubinu uranjanja kako bi se izbjeglo odvajanje vodenog stuba tokom prelaznog procesa i osigurala sigurnost sistema za preusmjeravanje vode i jedinica elektrane. Na primjer, minimalna dubina uranjanja pumpne elektrane Geyechuan je - 98 m, a minimalna dubina uranjanja pumpne elektrane Shenliuchuan je - 104 m. Domaća pumpna elektrana Jixi je - 85 m, Dunhua je - 94 m, Changlongshan je - 94 m, a Yangjiang je - 100 m.
Za istu pumpnu turbinu, što se više udaljava od optimalnih radnih uslova, to je veći intenzitet kavitacije kojem je izložena. Pod radnim uslovima visokog uzgona i malog protoka, većina protočnih linija ima veliki pozitivan napadni ugao, a kavitacija se lako javlja u području negativnog pritiska na usisnoj površini lopatice; pod uslovima niskog uzgona i velikog protoka, negativni napadni ugao pritisne površine lopatice je velik, što lako uzrokuje odvajanje protoka, što dovodi do kavitacijske erozije pritisne površine lopatice. Generalno, koeficijent kavitacije je relativno velik za elektrane sa velikim rasponom promjene pritiska, a niža visina instalacije može ispuniti zahtjev da se ne javlja kavitacija tokom rada pri uslovima niskog i visokog uzgona. Stoga, ako se nivo vode značajno mijenja, visina usisavanja će se shodno tome povećati kako bi se zadovoljili uslovi. Na primjer, dubina uranjanja QX je -66m, a MX-68m. Budući da je varijacija nivoa vode MX veća, teže je ostvariti podešavanje i garantovati MX.
Izvještava se da su neke strane reverzibilne elektrane iskusile odvajanje vodenog stuba. U proizvođaču je provedeno potpuno simulacijsko testiranje modela tranzicije japanske visokotlačne pumpne turbine, a fenomen odvajanja vodenog stuba je detaljno proučen kako bi se odredila visina instalacije pumpne turbine. Najteži problem za reverzibilne elektrane je sigurnost sistema. Potrebno je osigurati da porast pritiska u spiralnom kućištu i negativni pritisak vode na kraju budu unutar sigurnog raspona pod ekstremnim radnim uslovima, te osigurati da hidraulične performanse dostignu prvoklasni nivo, što ima veći uticaj na odabir dubine uranjanja.
Vrijeme objave: 23. novembar 2022.
