Come tutti sappiamo, il gruppo elettrogeno a turbina idraulica è il cuore e il componente meccanico chiave di una centrale idroelettrica. Pertanto, è particolarmente importante garantire il funzionamento stabile dell'intera unità turbina idraulica. Molti fattori influenzano la stabilità di una turbina idraulica, fattori che sono stati considerati fin dalla sua progettazione.
Nell'intera progettazione di un'unità turbina idraulica, l'influenza della progettazione idraulica è minima. Quando l'unità turbina idraulica funziona in condizioni normali, il flusso d'acqua all'uscita della girante dell'unità continua a defluire e il flusso d'acqua all'uscita della girante non ruota. Quando la turbina non è in condizioni di funzionamento ottimali, il flusso all'uscita della girante forma gradualmente un flusso circolare nel tubo di aspirazione della turbina. Quando la turbina è sotto il 40 ~ 70% del carico parziale a bassa prevalenza, il flusso all'uscita della girante ruota in avanti e forma gradualmente un vortice a nastro, che può persino causare vibrazioni all'unità turbina.
Nel funzionamento di una turbina idraulica, il fattore più importante che causa le vibrazioni della turbina è la pulsazione di pressione del tubo di aspirazione, fattore che rappresenta una minaccia per il normale funzionamento della turbina Francis. Inoltre, se il treno di vortici di Karman viene generato nella coda del flusso attorno al profilo alare, ciò influirà anche sul normale funzionamento della turbina idraulica, poiché causerà una vibrazione forzata della pala della girante della turbina idraulica. Quando la frequenza di questa vibrazione forzata forma una relazione multipla con la frequenza di vibrazione naturale della pala della girante, si verificheranno crepe nella pala della girante della turbina idraulica e persino la frattura della pala.
Inoltre, c'è un altro fattore che influenza la stabilità di funzionamento della turbina: il fattore idraulico. Se le condizioni operative della turbina si discostano dalle condizioni di progetto, si verificherà un fenomeno di separazione del flusso all'ingresso e all'uscita della pala. A causa della frequenza instabile del fenomeno di separazione del flusso, anche l'entità del danno varia. Il modello idraulico della turbina idraulica è la fonte di energia dell'intera centrale idroelettrica.
La progettazione strutturale, l'elaborazione e la produzione scientifica e ragionevole dell'unità turbina idraulica possono migliorare efficacemente la stabilità del funzionamento della turbina idraulica. I principali fattori che influenzano la progettazione strutturale e la produzione sono i seguenti:
① Per i componenti del passaggio del flusso, quando la pressione del flusso nel passaggio agisce sui componenti del passaggio del flusso, si genera stress. L'aumento dello stress porta alla deformazione elastica dei componenti. Inoltre, quando il flusso è agitato, ogni componente produce anche vibrazioni. Quando la frequenza di vibrazione del flusso d'acqua è uguale alla frequenza naturale dei componenti, si genera anche risonanza, che non solo genera grave inquinamento acustico, ma influisce anche sul normale funzionamento della turbina idraulica. Soprattutto per le turbine idrauliche di grandi dimensioni e bassa velocità, la loro frequenza naturale è molto vicina alla bassa frequenza idraulica, quindi è facile che siano influenzate dalla risonanza.
2. Influenza della tecnologia di lavorazione. Nella lavorazione e produzione di turbine idrauliche, se la lavorazione delle pale non è accurata o si verificano errori nel processo di saldatura dei componenti, i valori di apertura di ingresso e uscita delle pale saranno relativamente irregolari, il che porterà a problemi di vibrazione del motore della turbina idraulica.
3. Quando si lavora sull'anello labirinto, la grande ovalità causerà anche problemi di vibrazione dell'unità.
Inoltre, la qualità dell'installazione della turbina idraulica influirà anche sulla sua stabilità di funzionamento. Tra i vari componenti della turbina idraulica, se i cuscinetti di guida non sono concentrici tra loro o l'asse non è corretto, si verificheranno vibrazioni idrauliche e vibrazioni dei componenti dei cuscinetti.
Data di pubblicazione: 22 settembre 2021
