Το ύψος αναρρόφησης της μονάδας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής με αντλιοστάσια θα έχει άμεσο αντίκτυπο στο σύστημα εκτροπής και στη διάταξη του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, και μια απαίτηση για μικρό βάθος εκσκαφής μπορεί να μειώσει το αντίστοιχο κόστος πολιτικού μηχανικού κατασκευής του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Ωστόσο, θα αυξήσει επίσης τον κίνδυνο σπηλαίωσης κατά τη λειτουργία της αντλίας, επομένως η ακρίβεια της εκτίμησης του υψομέτρου κατά την πρώιμη εγκατάσταση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι πολύ σημαντική. Στην πρώιμη διαδικασία εφαρμογής του στροβίλου αντλίας, διαπιστώθηκε ότι η σπηλαίωση του δρομέα υπό συνθήκες λειτουργίας της αντλίας ήταν πιο σοβαρή από ό,τι υπό συνθήκες λειτουργίας του στροβίλου. Στο σχεδιασμό, πιστεύεται γενικά ότι εάν μπορεί να επιτευχθεί η σπηλαίωση υπό τις συνθήκες λειτουργίας της αντλίας, μπορεί επίσης να επιτευχθεί η κατάσταση λειτουργίας του στροβίλου.
Η επιλογή του ύψους αναρρόφησης του στροβίλου αντλίας μικτής ροής αναφέρεται κυρίως σε δύο αρχές:
Πρώτον, θα πρέπει να εκτελείται σύμφωνα με την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει σπηλαίωση υπό τις συνθήκες λειτουργίας της αντλίας νερού. Δεύτερον, ο διαχωρισμός της στήλης νερού δεν μπορεί να συμβεί σε ολόκληρο το σύστημα μεταφοράς νερού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάβασης της απόρριψης του φορτίου μονάδας.
Γενικά, η ειδική ταχύτητα είναι ανάλογη με τον συντελεστή σπηλαίωσης του δρομέα. Με την αύξηση της ειδικής ταχύτητας, ο συντελεστής σπηλαίωσης του δρομέα αυξάνεται επίσης και η απόδοση σπηλαίωσης μειώνεται. Σε συνδυασμό με την εμπειρική τιμή υπολογισμού του ύψους αναρρόφησης και την τιμή υπολογισμού του βαθμού κενού του σωλήνα έλξης υπό τις πιο επικίνδυνες συνθήκες μετάβασης, και λαμβάνοντας υπόψη ότι, με την προϋπόθεση της όσο το δυνατόν μεγαλύτερης εξοικονόμησης πολιτικού μηχανικού εκσκαφέα, η μονάδα έχει επαρκές βάθος βύθισης για να εξασφαλίσει την ασφαλή και σταθερή λειτουργία της μονάδας.
Το βάθος βύθισης του στροβίλου αντλίας υψηλής πίεσης καθορίζεται ανάλογα με την απουσία σπηλαίωσης του στροβίλου αντλίας και την απουσία διαχωρισμού της στήλης νερού στον σωλήνα έλξης κατά τη διάρκεια διαφόρων μεταβατικών φάσεων. Το βάθος βύθισης των στροβίλων αντλίας σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια είναι πολύ μεγάλο, επομένως το υψόμετρο εγκατάστασης των μονάδων είναι χαμηλό. Το ύψος αναρρόφησης των μονάδων υψηλής πίεσης που χρησιμοποιούνται σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας που έχουν τεθεί σε λειτουργία στην Κίνα, όπως η Xilong Pond, είναι – 75m, ενώ το ύψος αναρρόφησης των περισσότερων σταθμών παραγωγής ενέργειας με ύψος 400-500m είναι περίπου – 70 έως – 80m, και το ύψος αναρρόφησης ύψους 700m είναι περίπου – 100m.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας απόρριψης φορτίου του στροβίλου αντλίας, το φαινόμενο του υδραυλικού πλήγματος μειώνει σημαντικά τη μέση πίεση του τμήματος του σωλήνα έλξης. Με την ταχεία αύξηση της ταχύτητας του δρομέα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάβασης απόρριψης φορτίου, εμφανίζεται μια ισχυρή περιστρεφόμενη ροή νερού έξω από το τμήμα εξόδου του δρομέα, καθιστώντας την κεντρική πίεση του τμήματος χαμηλότερη από την εξωτερική πίεση. Παρόλο που η μέση πίεση του τμήματος εξακολουθεί να είναι μεγαλύτερη από την πίεση εξάτμισης του νερού, η τοπική πίεση του κέντρου μπορεί να είναι χαμηλότερη από την πίεση εξάτμισης του νερού, προκαλώντας διαχωρισμό της στήλης νερού. Στην αριθμητική ανάλυση της διαδικασίας μετάβασης του στροβίλου αντλίας, μπορεί να δοθεί μόνο η μέση πίεση κάθε τμήματος του σωλήνα. Μόνο μέσω της πλήρους δοκιμής προσομοίωσης της διαδικασίας μετάβασης απόρριψης φορτίου μπορεί να προσδιοριστεί η τοπική πτώση πίεσης για να αποφευχθεί το φαινόμενο του διαχωρισμού της στήλης νερού στον σωλήνα έλξης.
Το βάθος βύθισης του υδροστροβίλου υψηλής πίεσης δεν πρέπει μόνο να πληροί τις απαιτήσεις αντιδιαβρωτικής προστασίας, αλλά και να διασφαλίζει ότι ο σωλήνας έλξης δεν θα έχει διαχωρισμό της στήλης νερού κατά τη διάρκεια διαφόρων μεταβατικών διεργασιών. Ο υδροστρόβιλος υπερυψηλής πίεσης υιοθετεί μεγάλο βάθος βύθισης για να αποφύγει τον διαχωρισμό της στήλης νερού κατά τη διάρκεια της μεταβατικής διαδικασίας και να διασφαλίσει την ασφάλεια του συστήματος εκτροπής νερού και των μονάδων του σταθμού παραγωγής ενέργειας. Για παράδειγμα, το ελάχιστο βάθος βύθισης του σταθμού παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια Geyechuan είναι -98m και το ελάχιστο βάθος βύθισης του σταθμού παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια Shenliuchuan είναι -104m. Ο οικιακός σταθμός παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια Jixi είναι -85m, Dunhua είναι -94m, Changlongshan είναι -94m και Yangjiang είναι -100m.
Για την ίδια τουρμπίνα αντλίας, όσο περισσότερο αποκλίνει από τις βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της σπηλαίωσης που υφίσταται. Υπό συνθήκες λειτουργίας υψηλής ανύψωσης και μικρής ροής, οι περισσότερες γραμμές ροής έχουν μεγάλη θετική γωνία προσβολής και η σπηλαίωση είναι εύκολο να συμβεί στην περιοχή αρνητικής πίεσης της επιφάνειας αναρρόφησης των πτερυγίων. Υπό συνθήκες χαμηλής ανύψωσης και μεγάλης ροής, η αρνητική γωνία προσβολής της επιφάνειας πίεσης των πτερυγίων είναι μεγάλη, γεγονός που είναι εύκολο να προκαλέσει διαχωρισμό της ροής, οδηγώντας έτσι σε διάβρωση της επιφάνειας πίεσης των πτερυγίων από σπηλαίωση. Γενικά, ο συντελεστής σπηλαίωσης είναι σχετικά μεγάλος για τον σταθμό παραγωγής ενέργειας με μεγάλο εύρος μεταβολής της κεφαλής και το χαμηλότερο υψόμετρο εγκατάστασης μπορεί να ικανοποιήσει την απαίτηση ότι δεν θα συμβεί σπηλαίωση κατά τη λειτουργία σε συνθήκες χαμηλής ανύψωσης και υψηλής ανύψωσης. Επομένως, εάν η κεφαλή του νερού ποικίλλει σημαντικά, το ύψος αναρρόφησης θα αυξηθεί ανάλογα για να ικανοποιήσει τις συνθήκες. Για παράδειγμα, το βάθος βύθισης του QX είναι -66m και του MX-68m. Επειδή η διακύμανση της κεφαλής του νερού MX είναι μεγαλύτερη, είναι πιο δύσκολο να πραγματοποιηθεί η ρύθμιση και η εγγύηση του MX.
Αναφέρεται ότι ορισμένοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με αντλιοστάσια έχουν παρουσιάσει διαχωρισμό στηλών νερού. Πραγματοποιήθηκε πλήρης δοκιμή μοντέλου προσομοίωσης της διαδικασίας μετάβασης του ιαπωνικού στροβίλου αντλίας υψηλής πίεσης στον κατασκευαστή και μελετήθηκε σε βάθος το φαινόμενο του διαχωρισμού της στήλης νερού για να προσδιοριστεί το υψόμετρο εγκατάστασης του στροβίλου αντλίας. Το πιο δύσκολο πρόβλημα για τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με αντλιοστάσια είναι η ασφάλεια του συστήματος. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η αύξηση της πίεσης του σπειροειδούς περιβλήματος και η αρνητική πίεση του νερού στην ουρά βρίσκονται εντός του ασφαλούς εύρους υπό ακραίες συνθήκες λειτουργίας και να διασφαλιστεί ότι η υδραυλική απόδοση φτάνει στο επίπεδο πρώτης κατηγορίας, γεγονός που έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στην επιλογή του βάθους βύθισης.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Νοεμβρίου 2022
