Der instabile Betrieb einer Hydraulikturbine führt zu Vibrationen. Starke Vibrationen können schwerwiegende Folgen haben und sogar die Sicherheit der gesamten Anlage beeinträchtigen. Daher sind Maßnahmen zur Stabilitätsoptimierung von Hydraulikturbinen sehr wichtig. Welche Optimierungsmaßnahmen gibt es?
1) Optimieren Sie kontinuierlich das hydraulische Design der Wasserturbine, verbessern Sie deren Leistung und gewährleisten Sie einen stabilen Betrieb der Wasserturbine. Daher müssen Designer bei der eigentlichen Konstruktionsarbeit nicht nur über fundiertes Fachwissen verfügen, sondern auch bestrebt sein, das Design in Kombination mit ihrer eigenen Berufserfahrung zu optimieren.
Derzeit werden Computational Fluid Dynamics (CFD) und Modellversuche häufig eingesetzt. In der Entwurfsphase muss der Konstrukteur seine Berufserfahrung bündeln, CFD und Modellversuche einsetzen, Leitschaufelprofil, Laufschaufelprofil und Druckkegel kontinuierlich optimieren und die Druckschwankungsamplitude des Saugrohrs angemessen kontrollieren. Derzeit gibt es weltweit keinen einheitlichen Standard für die Amplitudenspanne von Druckschwankungen im Saugrohr. Im Allgemeinen ist die Drehzahl von Hochdruckkraftwerken niedrig und die Schwingungsamplitude gering, während die spezifische Drehzahl von Niederdruckkraftwerken hoch und die Druckschwankungsamplitude relativ groß ist.
2) Verstärkte Qualitätskontrolle von Wasserturbinenprodukten und verbesserte Wartung. Bereits in der Konstruktionsphase von Wasserturbinen ist eine verstärkte Produktqualitätskontrolle ein wichtiger Schritt zur Verbesserung ihrer Betriebsstabilität. Daher sollte zunächst die Steifigkeit der Strömungskanalteile der Wasserturbine verbessert werden, um deren Verformung unter hydraulischer Einwirkung zu minimieren. Darüber hinaus sollte der Konstrukteur die Möglichkeit einer Resonanz der Saugrohr-Eigenfrequenz, der Frequenz des Strömungswirbelbandes und der Laufrad-Eigenfrequenz bei geringer Last berücksichtigen.
Darüber hinaus sollte der Übergangsbereich des Rotorblatts wissenschaftlich fundiert konstruiert werden. Zur lokalen Verstärkung der Rotorblattwurzel sollte die Methode der Finite-Elemente-Analyse eingesetzt werden, um die Spannungskonzentration zu reduzieren. Bei der Herstellung des Laufrads sollte ein strenges Herstellungsverfahren angewendet und Edelstahl als Material verwendet werden. Schließlich sollte dreidimensionale Software zur Modellierung des Laufrads und zur Kontrolle der Rotorblattdicke eingesetzt werden. Nach der Bearbeitung des Laufrads sollte ein Gleichgewichtstest durchgeführt werden, um Gewichtsabweichungen zu vermeiden und die Balance zu verbessern. Um die Qualität der Wasserturbine zu gewährleisten, muss ihre spätere Wartung verbessert werden.
Dies sind einige Maßnahmen zur Stabilitätsoptimierung von Hydraulikturbinen. Die Stabilitätsoptimierung von Hydraulikturbinen sollte bereits in der Entwurfsphase erfolgen, die tatsächliche Situation und die Arbeitserfahrung berücksichtigen und im Modellversuch kontinuierlich optimiert und verbessert werden. Welche Maßnahmen können wir außerdem ergreifen, um die Stabilität im Betrieb zu optimieren? Weiter geht es im nächsten Artikel.
So verbessern und optimieren Sie die Stabilität von Hydrogeneratoreinheiten im Einsatz.
Während des Betriebs einer Wasserturbine kommt es an Schaufeln, Laufrädern und anderen Komponenten allmählich zu Kavitation und Abrieb. Daher ist es notwendig, die Wasserturbine regelmäßig zu prüfen und zu reparieren. Die derzeit gängigste Reparaturmethode bei der Wartung von Wasserturbinen ist das Reparaturschweißen. Bei spezifischen Reparaturschweißarbeiten ist stets auf Verformungen verformter Bauteile zu achten. Nach Abschluss der Reparaturschweißarbeiten sollten zudem zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt und die Oberfläche glatt poliert werden.
Eine verstärkte tägliche Verwaltung des Wasserkraftwerks trägt dazu bei, den normalen Betrieb der Wasserturbineneinheit sicherzustellen und ihre Betriebsstabilität und Arbeitseffizienz zu verbessern.
① Der Betrieb von Wasserturbinenanlagen erfolgt streng nach den einschlägigen nationalen Vorschriften. Wasserkraftwerke haben in der Regel die Aufgabe der Frequenzmodulation und der Spitzenlastkappung im System. Kurzfristig sind Betriebsstunden außerhalb des garantierten Betriebsbereichs grundsätzlich unvermeidbar. In der Praxis sollten die Betriebsstunden außerhalb des Betriebsbereichs möglichst auf etwa 5 % begrenzt werden.
2. Unter Betriebsbedingungen der Wasserturbine sollten Vibrationsbereiche möglichst vermieden werden. Francis-Turbinen haben in der Regel eine oder zwei Vibrationszonen. Daher kann beim An- und Abfahren der Turbine die Methode des Überquerens angewendet werden, um Vibrationszonen möglichst zu vermeiden. Darüber hinaus sollte die Anzahl der An- und Abfahrvorgänge im täglichen Betrieb der Wasserturbine so gering wie möglich gehalten werden. Denn durch häufiges An- und Abfahren ändern sich Turbinendrehzahl und Wasserdruck ständig, was sich äußerst ungünstig auf die Stabilität der Anlage auswirkt.
③ In der neuen Ära entwickeln sich Wissenschaft und Technologie rasant. Im täglichen Betrieb von Wasserkraftwerken sollten zudem fortschrittliche Erkennungsmethoden eingesetzt werden, um den Betriebszustand der Wasserturbineneinheiten in Echtzeit zu überwachen und so die Betriebsstabilität der Wasserturbine zu gewährleisten.
Dies sind Maßnahmen zur Optimierung der Stabilität von Wasserkraftanlagen. Bei der tatsächlichen Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen sollten wir das Optimierungsschema wissenschaftlich und sinnvoll entsprechend unserer spezifischen tatsächlichen Situation gestalten. Achten Sie außerdem bei der regelmäßigen Überholung und Wartung auf Probleme mit Stator, Rotor und Führungslager der Wasserturbine, um Vibrationen der Wasserturbine zu vermeiden.
Beitragszeit: 24.09.2021
