همانطور که همه ما میدانیم، مجموعه ژنراتور توربین آبی، هسته و جزء مکانیکی کلیدی نیروگاه برق آبی است. بنابراین، اطمینان از عملکرد پایدار کل واحد توربین هیدرولیک از اهمیت ویژهای برخوردار است. عوامل زیادی وجود دارند که بر پایداری واحد توربین هیدرولیک تأثیر میگذارند، که از زمان طراحی کل واحد توربین هیدرولیک وجود داشتهاند.
در کل طراحی واحد توربین هیدرولیکی، تأثیر طراحی هیدرولیکی کم است. هنگامی که واحد توربین آبی در شرایط عادی کار میکند، جریان آب در خروجی رانر واحد همچنان به بیرون جریان مییابد و جریان آب در خروجی رانر نمیچرخد. هنگامی که توربین در حالت کار بهینه نباشد، جریان در خروجی رانر به تدریج یک جریان دایرهای در لوله مکش توربین تشکیل میدهد. هنگامی که توربین تحت بار جزئی ۴۰ تا ۷۰ درصد با هد پایین قرار دارد، جریان در خروجی رانر به جلو میچرخد و به تدریج یک گرداب روبانی تشکیل میدهد که حتی باعث لرزش واحد توربین میشود.
در عملکرد توربین هیدرولیک، مهمترین عامل ایجاد ارتعاش واحد توربین هیدرولیک، نوسانات فشار لوله مکش است و این عامل تهدیدی برای عملکرد طبیعی توربین فرانسیس خواهد بود. علاوه بر این، اگر قطار گردابه کارمن در انتهای جریان اطراف ایرفویل ایجاد شود، بر عملکرد طبیعی توربین هیدرولیک نیز تأثیر خواهد گذاشت، زیرا منجر به ارتعاش اجباری پره رانر توربین هیدرولیک میشود. هنگامی که فرکانس این ارتعاش اجباری رابطهای چندگانه با فرکانس ارتعاش طبیعی پره رانر تشکیل دهد، منجر به ترک در پره رانر توربین هیدرولیک و حتی شکستگی پره خواهد شد.
علاوه بر این، عامل دیگری نیز وجود دارد که بر عملکرد پایدار توربین تأثیر میگذارد، یعنی عامل هیدرولیکی. اگر شرایط عملیاتی واحد توربین از شرایط طراحی توربین منحرف شود، پدیده جدایش جریان در ورودی و خروجی پره رخ خواهد داد. به دلیل فرکانس ناپایدار پدیده جدایش جریان، میزان آسیب نیز متفاوت است. مدل هیدرولیکی توربین هیدرولیکی منبع تغذیه کل نیروگاه برق آبی است.
طراحی، پردازش و ساخت سازه علمی و معقول واحد توربین آبی میتواند به طور مؤثر پایداری عملکرد توربین آبی را بهبود بخشد و عوامل اصلی مؤثر بر طراحی و ساخت سازه آن به شرح زیر است:
① برای اجزای عبور جریان، هنگامی که فشار جریان در مسیر جریان بر اجزای عبور جریان اعمال میشود، تنش ایجاد میشود. با افزایش تنش، تغییر شکل الاستیک اجزا رخ میدهد. علاوه بر این، هنگامی که جریان آشفته میشود، هر جزء نیز ارتعاش ایجاد میکند. هنگامی که فرکانس ارتعاش جریان آب با فرکانس طبیعی اجزا یکسان باشد، رزونانس نیز ایجاد میشود که نه تنها آلودگی صوتی جدی ایجاد میکند، بلکه بر عملکرد عادی واحد توربین هیدرولیک نیز تأثیر میگذارد. به خصوص برای واحد توربین آب با اندازه بزرگ و سرعت کم، فرکانس طبیعی آن بسیار نزدیک به فرکانس پایین هیدرولیک است، بنابراین به راحتی تحت تأثیر رزونانس قرار میگیرد.
② تأثیر فناوری پردازش. در پردازش و ساخت واحد توربین هیدرولیک، اگر پردازش تیغه دقیق نباشد یا در فرآیند جوشکاری قطعات خطایی وجود داشته باشد، مقادیر باز شدن ورودی و خروجی تیغهها نسبتاً ناهموار خواهد بود که در نهایت منجر به مشکلات ارتعاشی موتور واحد توربین هیدرولیک میشود.
③ هنگامی که حلقه لابیرنت پردازش میشود، بیضی بودن زیاد آن نیز منجر به مشکلات ارتعاشی دستگاه میشود.
علاوه بر این، کیفیت نصب واحد توربین آبی نیز بر عملکرد پایدار واحد توربین آبی تأثیر خواهد گذاشت. در بین اجزای مختلف واحد توربین هیدرولیکی، اگر یاتاقانهای راهنما با یکدیگر هم مرکز نباشند یا محور صحیح نباشد، باعث ارتعاش هیدرولیکی و لرزش اجزای یاتاقان میشود.
زمان ارسال: ۲۲ سپتامبر ۲۰۲۱
