Wie wir alle wissen, ist der Wasserturbinengenerator das Herzstück und die wichtigste mechanische Komponente eines Wasserkraftwerks. Daher ist es besonders wichtig, den stabilen Betrieb der gesamten Hydraulikturbineneinheit sicherzustellen. Viele Faktoren beeinflussen die Stabilität der Hydraulikturbineneinheit, die seit ihrer Konstruktion bestehen.
Der Einfluss der Hydraulik auf die gesamte Konstruktion einer Wasserturbine ist gering. Bei normalem Betrieb der Wasserturbine fließt das Wasser am Laufradauslass kontinuierlich ab, ohne dass es zu einer Rotation kommt. Bei nicht optimaler Turbinenbetriebsart bildet sich im Saugrohr der Turbine allmählich eine Kreisströmung. Bei einer Teillast von 40 bis 70 % bei niedriger Fallhöhe rotiert die Strömung am Laufradauslass vorwärts und bildet allmählich einen Bandwirbel, der die Turbine sogar vibrieren lässt.
Beim Betrieb einer Wasserturbine ist die Druckpulsation im Saugrohr der wichtigste Faktor, der die Vibrationen der Turbineneinheit verursacht. Dieser Faktor gefährdet den normalen Betrieb der Francis-Turbine. Entsteht zudem ein Karman-Wirbelzug am Ende der Strömung um das Tragflügelprofil, beeinträchtigt dies ebenfalls den normalen Betrieb der Wasserturbine, da er zu erzwungenen Vibrationen der Laufschaufeln führt. Steht die Frequenz dieser erzwungenen Vibration in einem Vielfachen der Eigenfrequenz der Laufschaufeln, kann dies zu Rissen in den Laufschaufeln der Wasserturbine und sogar zu deren Bruch führen.
Darüber hinaus beeinflusst der hydraulische Faktor den stabilen Betrieb der Turbine. Weichen die Betriebsbedingungen der Turbine von den Auslegungsbedingungen ab, kommt es am Ein- und Auslass der Schaufeln zu Strömungsablösungen. Aufgrund der instabilen Frequenz der Strömungsablösung variiert auch der Grad der Beschädigung. Das hydraulische Modell der Wasserturbine ist die Antriebsquelle des gesamten Wasserkraftwerks.
Eine wissenschaftliche und vernünftige Konstruktion, Verarbeitung und Herstellung einer Wasserturbineneinheit kann die Betriebsstabilität der Wasserturbine wirksam verbessern. Die Hauptfaktoren, die die Konstruktion und Herstellung beeinflussen, sind die folgenden:
① Bei Strömungskanalkomponenten entsteht Spannung, wenn der Strömungsdruck im Strömungskanal auf diese einwirkt. Mit zunehmender Spannung verformen sich die Komponenten elastisch. Bei einer Strömungsbewegung vibriert jedes Bauteil zusätzlich. Entspricht die Schwingungsfrequenz des Wasserflusses der Eigenfrequenz der Komponenten, entsteht Resonanz. Diese führt nicht nur zu erheblicher Lärmbelästigung, sondern beeinträchtigt auch den normalen Betrieb der Wasserturbine. Insbesondere bei großen Wasserturbinen mit niedriger Drehzahl liegt die Eigenfrequenz sehr nahe an der niedrigen Hydraulikfrequenz und kann daher leicht durch Resonanz beeinflusst werden.
② Der Einfluss der Verarbeitungstechnologie. Bei der Verarbeitung und Herstellung einer hydraulischen Turbineneinheit sind die Einlass- und Auslassöffnungswerte der Schaufeln relativ ungleichmäßig, wenn die Schaufelbearbeitung nicht präzise ist oder beim Schweißen der Komponenten Fehler auftreten. Dies führt letztendlich zu Vibrationsproblemen des Motors der hydraulischen Turbineneinheit.
③ Bei der Bearbeitung des Labyrinthrings führt die große Ovalität auch zu Vibrationsproblemen der Einheit.
Darüber hinaus beeinflusst die Qualität der Installation der Wasserturbineneinheit auch deren stabilen Betrieb. Wenn die Führungslager der verschiedenen Komponenten der Wasserturbineneinheit nicht konzentrisch zueinander sind oder die Achse nicht korrekt ist, führt dies zu hydraulischen Vibrationen und Vibrationen der Lagerkomponenten.
Beitragszeit: 22.09.2021
