હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન્સમાં પોલાણ અને પોલાણ ધોવાણ કારણો, અસરો અને શમન વ્યૂહરચનાઓ

હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન જટિલ હાઇડ્રોલિક અને યાંત્રિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ કાર્ય કરે છે, જ્યાં દબાણ, વેગ અને પ્રવાહ પેટર્ન સતત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ટર્બાઇનની વિશ્વસનીયતા અને કાર્યક્ષમતાને અસર કરતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પડકારોમાં પોલાણ અને પરિણામે પોલાણ ધોવાણ (પિટિંગ)નો સમાવેશ થાય છે. ટર્બાઇન ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા, લાંબા ગાળાની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવા અને હાઇડ્રોપાવર પ્લાન્ટમાં જાળવણી ખર્ચ ઘટાડવા માટે આ ઘટનાઓને સમજવી જરૂરી છે.

1. હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇનમાં પોલાણ શું છે?
જ્યારે પાણીનું સ્થાનિક દબાણ તેના બાષ્પ દબાણથી નીચે જાય છે ત્યારે પોલાણ થાય છે, જેના કારણે વહેતા પ્રવાહીની અંદર બાષ્પ પરપોટા બને છે. જેમ જેમ આ પરપોટા વધુ દબાણવાળા પ્રદેશોમાં જાય છે, તેમ તેમ તે હિંસક રીતે તૂટી પડે છે, જેનાથી આઘાત તરંગો અને સૂક્ષ્મ-જેટ ઉત્પન્ન થાય છે જે નજીકની સપાટીઓને અસર કરે છે.

હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇનમાં, પોલાણ સામાન્ય રીતે એવા વિસ્તારોમાં દેખાય છે જ્યાં

પ્રવાહ વેગ વધારે છે
દબાણ ઓછું છે.
પ્રવાહ અલગ થવું અથવા અશાંતિ થાય છે
લાક્ષણિક પોલાણ-પ્રોન ઝોનમાં શામેલ છે
રનર બ્લેડ સક્શન બાજુ
ડ્રાફ્ટ ટ્યુબ ઇનલેટ
માર્ગદર્શિકા વેન પાછળની ધાર
બ્લેડ ટીપ્સ અને હબ પ્રદેશો

2. પોલાણ ધોવાણ વિનાશક પરિણામ
જ્યારે ધાતુની સપાટીની નજીક વરાળના પરપોટા તૂટી પડે છે, ત્યારે વારંવાર થતા સૂક્ષ્મ-પ્રભાવો ધીમે ધીમે ટર્બાઇન ઘટકોમાંથી સામગ્રીને દૂર કરે છે. આ પ્રક્રિયાને પોલાણ ધોવાણ (અથવા પોલાણ ખાડા) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સમય જતાં, તે સપાટીની ખરબચડી, સામગ્રીનું નુકસાન અને માળખાકીય અધોગતિ તરફ દોરી જાય છે.

પોલાણ ધોવાણની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
ખાડાઓનું નિર્માણ અથવા મધપૂડા જેવી સપાટીને નુકસાન
પ્રગતિશીલ સામગ્રી થાક અને સૂક્ષ્મ તિરાડો
હાઇડ્રોલિક કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો
કંપન અને અવાજમાં વધારો

જો નિયંત્રિત ન કરવામાં આવે તો, ગંભીર પોલાણ ધોવાણ ટર્બાઇનની સેવા જીવન ઘટાડી શકે છે અને જાળવણીનો સમય વધારી શકે છે.

3. હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇનમાં પોલાણના કારણો
પોલાણની રચનામાં ઘણા હાઇડ્રોલિક અને ઓપરેશનલ પરિબળો ફાળો આપે છે.
૩.૧ હાઇડ્રોલિક ડિઝાઇન પરિબળો
અયોગ્ય બ્લેડ પ્રોફાઇલ અથવા વક્રતા
અતિશય પ્રવાહ પ્રવેગક
રનર ઇનલેટ પર નબળું પ્રવાહ વિતરણ
અપૂરતી ડ્રાફ્ટ ટ્યુબ ડિઝાઇન
૩.૨ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ
ડિઝાઇન સિવાયના ભાર પર કામગીરી
અતિશય ટર્બાઇન ગતિ
અચાનક લોડ રિજેક્શન અથવા અસ્થિર પ્રવાહની સ્થિતિ
ટેઇલવોટર લેવલ ઓછું અથવા સક્શન હેડ વધારે
૩.૩ પર્યાવરણીય પરિબળો
પાણીમાં કાંપનું પ્રમાણ વધુ
વરાળ દબાણને અસર કરતા તાપમાનના ફેરફારો
હવામાં પ્રવેશ અથવા ઓગળેલા વાયુઓ

4. ટર્બાઇન કામગીરી પર પોલાણની અસરો
પોલાણ માત્ર સામગ્રીને નુકસાન પહોંચાડતું નથી પણ ટર્બાઇનના એકંદર પ્રદર્શનને પણ અસર કરે છે.

૪.૧ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો
સરફેસ પિટિંગ હાઇડ્રોલિક પ્રતિકાર વધારે છે અને સરળ પ્રવાહને અવરોધે છે, જેનાથી ટર્બાઇન કાર્યક્ષમતા ઓછી થાય છે.

૪.૨ યાંત્રિક નુકસાન
સતત ધોવાણ બ્લેડ, ગાઇડ વેન અને ડ્રાફ્ટ ટ્યુબ લાઇનિંગને નબળા પાડે છે, જે આખરે વિકૃતિ અથવા ફ્રેક્ચર તરફ દોરી જાય છે.

૪.૩ કંપન અને ઘોંઘાટમાં વધારો
બબલ કોલેપ્સ થવાથી ઉચ્ચ-આવર્તન દબાણ પલ્સ ઉત્પન્ન થાય છે, જેના કારણે કંપન, અવાજ અને સંભવિત બેરિંગ તણાવ થાય છે.

૪.૪ ઘટાડેલી સેવા જીવન
અનચેક્ડ પોલાણ ધોવાણ ઘસારાને વેગ આપે છે અને વારંવાર સમારકામ અથવા ઘટકો બદલવાની જરૂર પડે છે.

5. પોલાણની શોધ અને દેખરેખ
વહેલું નિદાન ગંભીર નુકસાન અટકાવવામાં મદદ કરે છે. સામાન્ય દેખરેખ પદ્ધતિઓમાં શામેલ છે
એકોસ્ટિક ઉત્સર્જન મોનિટરિંગ (બબલ કોમ્પેસ અવાજ શોધવો)
રનર અને બેરિંગ્સનું કંપન વિશ્લેષણ
સુનિશ્ચિત શટડાઉન દરમિયાન દ્રશ્ય નિરીક્ષણ
કાર્યક્ષમતા પ્રદર્શન વલણ વિશ્લેષણ
આ તકનીકો ઓપરેટરોને પોલાણ-સંભવિત પરિસ્થિતિઓને ઓળખવા અને સમયસર ઓપરેટિંગ પરિમાણોને સમાયોજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

૬. શમન અને નિવારણ વ્યૂહરચનાઓ
૬.૧ ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ હાઇડ્રોલિક ડિઝાઇન
રનર બ્લેડ ભૂમિતિને સુધારવા માટે અદ્યતન CFD સિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરો
બ્લેડની સપાટી પર સરળ દબાણ વિતરણની ખાતરી કરો
ડ્રાફ્ટ ટ્યુબ રિકવરી લાક્ષણિકતાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો
૬.૨ સામગ્રીની પસંદગી અને સપાટીનું રક્ષણ
સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા પોલાણ-પ્રતિરોધક એલોય
સખત કોટિંગ્સ અથવા થર્મલ સ્પ્રે કોટિંગ્સ
બબલ સંલગ્નતા ઘટાડવા માટે પોલિશ્ડ અને સરળ સપાટી ફિનિશિંગ
૬.૩ યોગ્ય કામગીરી અને નિયંત્રણ
શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા બિંદુ (BEP) ની નજીક કામગીરી જાળવી રાખો.
ઝડપી લોડ વધઘટ ટાળો
ટેઇલવોટર લેવલ અને સક્શન હેડ માર્જિન પર્યાપ્ત રહે તેની ખાતરી કરો.
૬.૪ એર ઇન્જેક્શન તકનીકો
કેટલીક ટર્બાઇન ડિઝાઇનમાં, ડ્રાફ્ટ ટ્યુબમાં નિયંત્રિત હવા પ્રવેશ પોલાણની તીવ્રતા ઘટાડે છે અને દબાણના ધબકારાને ભીના કરે છે.

૭. જાળવણી અને સમારકામના અભિગમો
જ્યારે પોલાણ ધોવાણ જોવા મળે છે, ત્યારે સમયસર જાળવણી જરૂરી છે.
અસરગ્રસ્ત વિસ્તારોને પીસવા અને પોલિશ કરવા
ગંભીર ખાડા માટે વેલ્ડ રિપેર અથવા ઓવરલે વેલ્ડીંગ
ક્ષતિગ્રસ્ત સપાટીઓને એન્ટી-કેવિટેશન મટિરિયલ્સથી ફરીથી કોટ કરો
ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓના આધારે સુનિશ્ચિત નિરીક્ષણ અંતરાલો
મોટા પાયે ઘટકો બદલવા કરતાં નિવારક જાળવણી હંમેશા વધુ ખર્ચ-અસરકારક હોય છે.

હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન કામગીરીમાં પોલાણ અને પોલાણનું ધોવાણ અનિવાર્ય પડકારો છે, પરંતુ તેમની અસરને યોગ્ય ડિઝાઇન, સામગ્રીની પસંદગી, ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ કામગીરી અને વ્યવસ્થિત રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.