Jak všichni víme, soustrojí vodní turbíny je jádrem a klíčovou mechanickou součástí vodní elektrárny. Proto je obzvláště důležité zajistit stabilní provoz celé hydraulické turbíny. Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují stabilitu hydraulické turbíny, a to již od jejího návrhu.
V celém návrhu hydraulické turbíny je vliv hydraulického návrhu malý. Pokud vodní turbína pracuje za normálních podmínek, voda na výstupu z oběžného kola stále vytéká a voda se neotáčí. Pokud turbína není v optimálním provozním stavu, proudění na výstupu z oběžného kola postupně vytváří kruhové proudění v sací trubce turbíny. Pokud je turbína pod částečným zatížením 40 ~ 70 % při nízkém tlaku, proudění na výstupu z oběžného kola se otáčí dopředu a postupně vytváří pásový vír, což může způsobit vibrace turbíny.
Při provozu hydraulické turbíny je nejdůležitějším faktorem způsobujícím vibrace jednotky hydraulické turbíny pulzace tlaku v sací trubici, což představuje hrozbu pro normální provoz Francisovy turbíny. Kromě toho, pokud se na konci proudění kolem profilu křídla generuje Karmanův vír, ovlivní to také normální provoz hydraulické turbíny, protože to povede k vynuceným vibracím lopatek oběžného kola hydraulické turbíny. Pokud frekvence těchto vynucených vibrací tvoří násobek vlastní frekvence vibrací lopatek oběžného kola, povede to k prasklinám v lopatkách oběžného kola hydraulické turbíny a dokonce i k jejich zlomení.
Kromě toho existuje další faktor, který ovlivňuje stabilní provoz turbíny, a to hydraulický faktor. Pokud se provozní podmínky turbínové jednotky odchylují od konstrukčních podmínek turbíny, dochází k jevu oddělení proudění na vstupu a výstupu z lopatek. Vzhledem k nestabilní frekvenci jevu oddělení proudění se liší i stupeň poškození. Hydraulický model hydraulické turbíny je zdrojem energie celé vodní elektrárny.
Vědecký a rozumný konstrukční návrh, zpracování a výroba vodní turbíny mohou účinně zlepšit stabilitu provozu vodní turbíny a hlavní faktory ovlivňující její konstrukční návrh a výrobu jsou následující:
① U součástí průtokového kanálu, když tlak proudění v průtokovém kanálu působí na tyto součásti, vzniká napětí. Se zvyšujícím se napětím dochází k elastické deformaci součástí. Kromě toho, když je proudění rozrušené, každá součástka také produkuje vibrace. Pokud je frekvence vibrací proudění vody stejná jako vlastní frekvence součástí, dochází také k rezonanci, která nejenže způsobuje značné hlukové znečištění, ale také ovlivňuje normální provoz hydraulické turbíny. Zejména u vodních turbín s velkými rozměry a nízkými otáčkami je jejich vlastní frekvence velmi blízká nízké hydraulické frekvenci, takže je snadné je ovlivnit rezonancí.
② Vliv technologie zpracování. Při zpracování a výrobě hydraulické turbíny, pokud není zpracování lopatek přesné nebo dochází k chybám ve svařovacím procesu součástí, budou vstupní a výstupní otvory lopatek relativně nerovnoměrné, což nakonec povede k problémům s vibracemi motoru hydraulické turbíny.
③ Při zpracování labyrintového kroužku bude velká ovalita také vést k problémům s vibracemi jednotky.
Kromě toho kvalita instalace vodní turbíny ovlivní stabilní provoz vodní turbíny. Pokud mezi různými komponenty hydraulické turbíny nejsou vodicí ložiska vzájemně soustředná nebo pokud osa není správná, způsobí to hydraulické vibrace a vibrace komponent ložisek.
Čas zveřejnění: 22. září 2021
