Mint mindannyian tudjuk, a vízturbina-generátor a vízerőmű központi és kulcsfontosságú mechanikai alkotóeleme. Ezért különösen fontos a teljes hidraulikus turbinaegység stabil működésének biztosítása. Számos tényező befolyásolja a hidraulikus turbinaegység stabilitását, amelyek a teljes hidraulikus turbinaegység tervezése óta léteznek.
A hidraulikus turbinaegység teljes kialakításában a hidraulikai tervezés hatása csekély. Amikor a vízturbinaegység normál körülmények között működik, a fúvóka kimeneténél a víz áramlása folyamatosan kifolyik, és a fúvóka kimeneténél a víz áramlása nem forog. Amikor a turbina nincs optimális üzemállapotban, a fúvóka kimeneténél az áramlás fokozatosan köráramlást képez a turbina huzatcsövében. Amikor a turbina 40–70%-os részterhelés alatt van alacsony nyomáson, a fúvóka kimeneténél az áramlás előre forog, és fokozatosan szalagörvényt képez, ami a turbinaegység rezgését is okozhatja.
Egy hidraulikus turbina működése során a hidraulikus turbinaegység rezgését okozó legfontosabb tényező a huzatcső nyomáspulzációja, és ez a tényező veszélyezteti a Francis-turbina normál működését. Ezenkívül, ha a szárnyprofil körüli áramlás farokrészében Karman-örvényvonal keletkezik, az szintén befolyásolja a hidraulikus turbina normál működését, mivel a hidraulikus turbina futólapátjának kényszerrezgését okozza. Amikor ennek a kényszerrezgésnek a frekvenciája többszörös összefüggést alkot a futólapát természetes rezgési frekvenciájával, az a hidraulikus turbina futólapátjának repedéséhez, sőt akár a lapát töréséhez is vezethet.
Ezen kívül van egy másik tényező is, amely szintén befolyásolja a turbina stabil működését, nevezetesen a hidraulikai tényező. Ha a turbinaegység üzemállapota eltér a turbina tervezési állapotától, áramlásszétválási jelenség lép fel a lapát bemeneténél és kimeneténél. Az áramlásszétválási jelenség instabil frekvenciája miatt a károsodás mértéke is eltérő. A hidraulikus turbina hidraulikai modellje a teljes vízerőmű energiaforrása.
A vízturbina egység tudományos és ésszerű szerkezeti tervezése, feldolgozása és gyártása hatékonyan javíthatja a vízturbina működésének stabilitását, és a szerkezeti tervezést és gyártást befolyásoló fő tényezők a következők:
① Az áramlási járat alkatrészeinél, amikor az áramlási járatban lévő áramlási nyomás hat az áramlási járat alkatrészeire, feszültség keletkezik. A feszültség növekedésével az alkatrészek rugalmas deformációja következik be. Ezenkívül, amikor az áramlás kavarog, minden alkatrész rezgést is kelt. Amikor a víz áramlásának rezgési frekvenciája megegyezik az alkatrészek természetes frekvenciájával, rezonancia keletkezik, ami nemcsak komoly zajszennyezést okoz, hanem a hidraulikus turbinaegység normál működését is befolyásolja. Különösen a nagy méretű és alacsony sebességű vízturbinaegységek esetében a természetes frekvenciájuk nagyon közel van a hidraulikus alacsony frekvenciához, így könnyen ki van téve a rezonancia hatásának.
② A feldolgozási technológia hatása. A hidraulikus turbinaegység feldolgozása és gyártása során, ha a lapátmegmunkálás nem pontos, vagy hibák vannak az alkatrészek hegesztési folyamatában, a lapátok bemeneti és kimeneti nyílásának értékei viszonylag egyenetlenek lesznek, ami végül a hidraulikus turbinaegység motorjának rezgési problémáihoz vezet.
③ A labirintgyűrű megmunkálásakor a nagy ovalitás a készülék rezgési problémáihoz is vezet.
Ezenkívül a vízturbina egység beépítési minősége is befolyásolja a vízturbina egység stabil működését. A hidraulikus turbina egység különböző alkatrészei közül, ha a vezetőcsapágyak nem koncentrikusak egymással, vagy a tengely nem megfelelő, az hidraulikus rezgést és a csapágyalkatrészek rezgését okozza.
Közzététel ideje: 2021. szeptember 22.
