Hydraulisen turbiiniyksikön epävakaa toiminta johtaa hydraulisen turbiiniyksikön tärinään. Kun hydraulisen turbiiniyksikön tärinä on vakavaa, sillä on vakavia seurauksia ja se voi jopa vaikuttaa koko laitoksen turvallisuuteen. Siksi hydraulisen turbiinin vakauden optimointitoimenpiteet ovat erittäin tärkeitä. Mitä optimointitoimenpiteitä on olemassa?
1) Vesiturbiinin hydraulista suunnittelua on jatkuvasti optimoitava, sen suorituskykyä parannettava vesiturbiinin suunnittelussa ja varmistettava vesiturbiinin vakaa toiminta. Siksi suunnittelijoiden on suunnittelutyössä paitsi omattava vankka ammattitaito, myös pyrittävä optimoimaan suunnittelu yhdistettynä omaan työkokemukseensa.
Tällä hetkellä laskennallista nestedynamiikkaa (CFD) ja mallikokeita käytetään laajalti. Suunnitteluvaiheessa suunnittelijan on yhdistettävä työkokemus, käytettävä CFD:tä ja mallikokeita työssä, optimoitava jatkuvasti ohjaussiipien siipiprofiilia, juoksuputken siipiprofiilia ja poistokartiota sekä pyrittävä kohtuullisesti hallitsemaan vetoputken paineenvaihtelun amplitudia. Tällä hetkellä ei ole olemassa yhtenäistä standardia vetoputken paineenvaihtelun amplitudialueelle maailmassa. Yleisesti ottaen korkeapainevoimalaitoksen pyörimisnopeus on alhainen ja värähtelyamplitudi on pieni, mutta matalapainevoimalaitoksen ominaisnopeus on korkea ja paineenvaihtelun amplitudi on suhteellisen suuri.
2) Vahvistaa vesiturbiinituotteiden laadunvalvontaa ja parantaa kunnossapitotasoa. Hydrauliturbiinin suunnitteluvaiheessa myös hydrauliturbiinin laadunvalvonnan vahvistaminen on tärkeä tapa parantaa sen toiminnan vakautta. Siksi ensinnäkin hydrauliturbiinin virtauskanavien osien jäykkyyttä tulisi parantaa, jotta sen muodonmuutos hydraulisen toiminnan aikana olisi mahdollisimman pieni. Lisäksi suunnittelijan tulisi ottaa täysin huomioon vetoputken ominaistaajuuden sekä virtauksen pyörrevyöhykkeen ja juoksuputken ominaistaajuuden resonanssin mahdollisuus pienellä kuormituksella.
Lisäksi lavan siirtymäosa tulisi suunnitella tieteellisesti. Lavan tyven paikallisen vahvistamisen osalta tulisi käyttää elementtimenetelmää jännityspitoisuuden vähentämiseksi. Juoksukanavan valmistuksessa tulisi noudattaa tarkkaa valmistusprosessia ja käyttää materiaalina ruostumatonta terästä. Lopuksi tulisi käyttää kolmiulotteista ohjelmistoa juoksukanavan mallinnuksen suunnitteluun ja lavan paksuuden hallintaan. Juoksukanavan valmistuksen jälkeen tulisi suorittaa tasapainotesti painopoikkeamien välttämiseksi ja tasapainon parantamiseksi. Hydrauliturbiinin laadun varmistamiseksi sen myöhempää huoltoa on tehostettava.
Tässä on joitakin toimenpiteitä hydraulisen turbiiniyksikön vakauden optimoimiseksi. Hydrauliturbiinin vakauden optimoimiseksi meidän tulisi aloittaa suunnitteluvaiheesta, yhdistää todellinen tilanne ja työkokemus sekä jatkuvasti optimoida ja parantaa sitä mallikokeissa. Lisäksi mitä toimenpiteitä meillä on käytönaikaisen vakauden optimoimiseksi? Jatketaan seuraavassa artikkelissa.
Kuinka parantaa ja optimoida käytössä olevien vesivoimalaitosyksiköiden vakautta.
Vesiturbiinin käytön aikana sen lavat, juoksupyörä ja muut osat kärsivät vähitellen kavitaatiosta ja kulumisesta. Siksi on tarpeen havaita ja korjata vesiturbiini säännöllisesti. Tällä hetkellä yleisin korjausmenetelmä hydrauliturbiinin huollossa on korjaushitsaus. Korjaushitsaustyössä on aina kiinnitettävä huomiota muodonmuutoksiin. Korjaushitsauksen jälkeen on suoritettava myös rikkomaton testaus ja kiillotettava pinta tasaiseksi.
Vesivoimalaitoksen päivittäisen hallinnan vahvistaminen edistää hydraulisen turbiiniyksikön normaalin toiminnan varmistamista ja sen toiminnan vakauden ja työtehokkuuden parantamista.
① Vesiturbiiniyksiköiden toimintaa on hallittava tiukasti asiaankuuluvien kansallisten määräysten mukaisesti. Vesivoimalaitosten tehtävänä on yleensä taajuuden modulointi ja huippukuormituksen alentaminen järjestelmässä. Lyhyessä ajassa taatun käyttöalueen ulkopuoliset käyttötunnit ovat käytännössä väistämättömiä. Käytännössä käyttöalueen ulkopuoliset käyttötunnit tulisi pitää mahdollisimman paljon noin 5 prosentissa.
② Vesiturbiiniyksikön käyttöolosuhteissa värähtelyaluetta tulisi välttää mahdollisimman paljon. Francis-turbiinissa on yleensä yksi tai kaksi värähtelyaluetta, joten turbiinin käynnistys- ja sammutusvaiheessa voidaan käyttää ylitysmenetelmää värähtelyalueen välttämiseksi mahdollisimman paljon. Lisäksi vesiturbiiniyksikön päivittäisessä käytössä käynnistysten ja sammutusten määrää tulisi vähentää mahdollisimman paljon. Koska tiheän käynnistyksen ja sammutuksen aikana turbiinin nopeus ja vedenpaine muuttuvat jatkuvasti, mikä on erittäin epäedullista yksikön vakaudelle.
③ Uudessa aikakaudessa tiede ja teknologia kehittyvät nopeasti. Vesivoimalaitosten päivittäisessä toiminnassa tulisi myös käyttää kehittyneitä havaitsemismenetelmiä vesiturbiiniyksiköiden toimintatilan seuraamiseen reaaliajassa vesiturbiinin toiminnan vakauden varmistamiseksi.
Nämä ovat toimenpiteitä vesivoimalaitosyksiköiden vakauden optimoimiseksi. Optimointitoimenpiteiden käytännön toteutuksessa meidän tulisi tieteellisesti ja kohtuullisesti suunnitella optimointijärjestelmä todellisen tilanteemme mukaan. Lisäksi normaalin huollon ja kunnossapidon aikana on kiinnitettävä huomiota siihen, onko vesiturbiiniyksikön staattorissa, roottorissa ja ohjauslaakerissa ongelmia, jotta vältetään vesiturbiiniyksikön tärinä.
Julkaisun aika: 24.9.2021
