A altura de succión unitaria da central eléctrica de almacenamento por bombeo terá un impacto directo no sistema de derivación e na disposición da central eléctrica, e un requisito de profundidade de escavación pouco profunda pode reducir o custo de construción civil correspondente da central. Non obstante, tamén aumentará o risco de cavitación durante o funcionamento da bomba, polo que a precisión da estimación da elevación durante a instalación inicial da central é moi importante. No proceso de aplicación inicial da turbina de bombeo, descubriuse que a cavitación do rodete nas condicións de funcionamento da bomba era máis grave que nas condicións de funcionamento da turbina. No deseño, xeralmente crese que se se pode cumprir a cavitación nas condicións de funcionamento da bomba, tamén se poden cumprir as condicións de funcionamento da turbina.
A selección da altura de succión da turbina da bomba de fluxo mixto baséase principalmente en dous principios:
En primeiro lugar, débese levar a cabo baixo a condición de que non haxa cavitación nas condicións de funcionamento da bomba de auga; en segundo lugar, non se pode producir a separación da columna de auga en todo o sistema de transporte de auga durante o proceso de transición de rexeitamento da carga unitaria.
Xeralmente, a velocidade específica é proporcional ao coeficiente de cavitación do rodete. Co aumento da velocidade específica, o coeficiente de cavitación do rodete tamén aumenta e o rendemento da cavitación diminúe. Combinado co valor de cálculo empírico da altura de succión e o valor de cálculo do grao de baleiro do tubo de tiro nas condicións do proceso de transición máis perigosas, e tendo en conta que, coa premisa de aforrar o máximo posible na escavación civil, a unidade ten unha profundidade de mergullo suficiente para garantir un funcionamento seguro e estable da unidade.
A profundidade de mergullo da turbina da bomba de alta presión determínase segundo a ausencia de cavitación da turbina da bomba e a ausencia de separación da columna de auga no tubo de tiro durante varios transitorios. A profundidade de mergullo das turbinas da bomba nas centrais eléctricas de almacenamento por bombeo é moi grande, polo que a elevación de instalación das unidades é baixa. A altura de succión das unidades de alta presión utilizadas nas centrais eléctricas que se puxeron en funcionamento na China, como Xilong Pond, é de -75 m, mentres que a altura de succión da maioría das centrais eléctricas cunha altura de auga de 400-500 m é duns -70 a -80 m, e a altura de succión dunha altura de auga de 700 m é duns -100 m.
Durante o proceso de rexeitamento da carga da turbina da bomba, o efecto do martelo de ariete fai que a presión media da sección do tubo de tiro diminúa significativamente. Co rápido aumento da velocidade do rodete durante o proceso de transición de rexeitamento da carga, aparece un forte fluxo de auga rotatorio fóra da sección de saída do rodete, o que fai que a presión central da sección sexa inferior á presión exterior. Aínda que a presión media da sección sexa maior que a presión de vaporización da auga, a presión local do centro pode ser inferior á presión de vaporización da auga, o que provoca a separación da columna de auga. Na análise numérica do proceso de transición da turbina da bomba, só se pode obter a presión media de cada sección da tubaxe. Só mediante a proba de simulación completa do proceso de transición de rexeitamento da carga pódese determinar a caída de presión local para evitar o fenómeno de separación da columna de auga no tubo de tiro.
A profundidade de mergullo da turbina da bomba de alta presión non só debe cumprir os requisitos antierosión, senón tamén garantir que o tubo de tiro non teña separación da columna de auga durante os diversos procesos de transición. A turbina da bomba de presión superalta adopta unha gran profundidade de mergullo para evitar a separación da columna de auga durante o proceso de transición e garantir a seguridade do sistema de desviación de auga e as unidades da central eléctrica. Por exemplo, a profundidade mínima de mergullo da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Geyechuan é de -98 m, e a profundidade mínima de mergullo da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Shenliuchuan é de -104 m. A central eléctrica de almacenamento por bombeo doméstica de Jixi é de -85 m, Dunhua de -94 m, Changlongshan de -94 m e Yangjiang de -100 m.
Para a mesma turbina de bomba, canto máis se desvíe da condición de traballo óptima, maior será a intensidade de cavitación que sofre. En condicións de traballo de alta elevación e pequeno fluxo, a maioría das liñas de fluxo teñen un ángulo de ataque positivo grande, e a cavitación é fácil de producir na área de presión negativa da superficie de succión da pala; en condicións de baixa elevación e gran fluxo, o ángulo de ataque negativo da superficie de presión da pala é grande, o que facilita a separación do fluxo, o que leva á erosión por cavitación da superficie de presión da pala. En xeral, o coeficiente de cavitación é relativamente grande para as centrais eléctricas con gran rango de cambio de altura, e a menor elevación de instalación pode cumprir o requisito de que non se produza cavitación durante o funcionamento en condicións de baixa e alta elevación. Polo tanto, se a altura de auga varía moito, a altura de succión aumentará en consecuencia para cumprir as condicións. Por exemplo, a profundidade de mergullo de QX é de -66 m e MX de -68 m. Debido a que a variación da altura de auga de MX é maior, é máis difícil realizar o axuste e a garantía de MX.
Infórmase de que algunhas centrais eléctricas de almacenamento por bombeo estranxeiras experimentaron separación da columna de auga. Realizouse unha proba completa do modelo de simulación do proceso de transición da turbina de bomba de alta presión xaponesa no fabricante e estudouse en profundidade o fenómeno da separación da columna de auga para determinar a elevación de instalación da turbina de bomba. O problema máis difícil para as centrais eléctricas de almacenamento por bombeo é a seguridade do sistema. É necesario garantir que a elevación da presión da caixa en espiral e a presión negativa da auga de cola estean dentro do rango seguro en condicións de traballo extremas e garantir que o rendemento hidráulico alcance o nivel de primeira clase, o que ten un maior impacto na selección da profundidade de mergullo.
Data de publicación: 23 de novembro de 2022
