גורמים המשפיעים רבות על יציבות העבודה של טורבינה הידראולית

כידוע לכולנו, סט גנרטור טורבינות מים הוא המרכיב המכני הליבה והמפתח של תחנת כוח הידרואלקטרית. לכן, חשוב במיוחד להבטיח את הפעולה היציבה של יחידת הטורבינה ההידראולית כולה. ישנם גורמים רבים המשפיעים על יציבות יחידת הטורבינה ההידראולית, אשר קיימים מאז תכנון יחידת הטורבינה ההידראולית כולה.

בכל התכנון של יחידת טורבינה הידראולית, ההשפעה של התכנון ההידראולי קטנה. כאשר יחידת טורבינת המים פועלת בתנאים רגילים, זרימת המים ביציאת הרץ של היחידה תמשיך לזרום החוצה, וזרימת המים ביציאת הרץ לא תסתובב. כאשר הטורבינה אינה במצב עבודה אופטימלי, הזרימה ביציאת הרץ תיצור בהדרגה זרימה מעגלית בצינור השאיבה של הטורבינה. ​​כאשר הטורבינה נמצאת תחת עומס חלקי של 40 ~ 70% של ראש נמוך, הזרימה ביציאת הרץ תסתובב קדימה ותיצור בהדרגה מערבולת סרט, מה שאף יגרום לרעידות של יחידת הטורבינה.
בהפעלת טורבינה הידראולית, הגורם החשוב ביותר הגורם לרעידות של יחידת הטורבינה ההידראולית הוא פעימות הלחץ של צינור השאיפה, וגורם זה יהווה איום על הפעולה התקינה של טורבינת פרנסיס. בנוסף, אם נוצרת שרשרת מערבולת קרמן בזנב הזרימה סביב כנף האוויר, הדבר ישפיע גם על הפעולה התקינה של הטורבינה ההידראולית, מכיוון שהוא יוביל לרעידות מאולצות של להב הרץ של הטורבינה ההידראולית. כאשר תדירות הרעידות המאולצות הללו יוצרת קשר מרובה עם תדירות הרעידות הטבעית של להב הרץ, הדבר יוביל לסדקים בלהב הרץ של הטורבינה ההידראולית, ואף יוביל לשבר בלהב.
בנוסף, קיים גורם נוסף אשר ישפיע גם הוא על הפעולה היציבה של הטורבינה, כלומר, הגורם ההידראולי. אם תנאי הפעולה של יחידת הטורבינה חורגים מתנאי התכנון של הטורבינה, תופעת הפרדת הזרימה תתרחש בכניסה וביציאה של הלהב. עקב התדירות הלא יציבה של תופעת הפרדת הזרימה, גם מידת הנזק שונה. המודל ההידראולי של הטורבינה ההידראולית הוא מקור הכוח של תחנת הכוח ההידרואלקטרית כולה.

תכנון מבני, עיבוד וייצור מבני מדעיים וסבירים של יחידת טורבינת מים יכולים לשפר ביעילות את יציבות פעולת טורבינת המים, והגורמים העיקריים המשפיעים על תכנון וייצור מבני הם כדלקמן:
① עבור רכיבי מעבר הזרימה, כאשר לחץ הזרימה במעבר הזרימה פועל על רכיבי מעבר הזרימה, הוא יוצר מאמץ. עם עליית המאמץ, הדבר יוביל לעיוות אלסטי של הרכיבים. בנוסף, כאשר הזרימה נערמת, כל רכיב יפיק גם הוא ויברציה. כאשר תדר הוויברציה של זרימת המים זהה לתדר הטבעי של הרכיבים, הדבר יפיק גם תהודה, אשר לא רק תגרום לזיהום רעש חמור, אלא גם משפיע על הפעולה הרגילה של יחידת הטורבינה ההידראולית. במיוחד עבור יחידת טורבינת מים גדולה ומהירות נמוכה, התדר הטבעי שלה קרוב מאוד לתדר הנמוך ההידראולי, כך שקל להיפגע מהתהודה.
② השפעת טכנולוגיית העיבוד. בעיבוד וייצור של יחידת טורבינה הידראולית, אם עיבוד הלהב אינו מדויק, או שיש שגיאות בתהליך הריתוך של הרכיבים, ערכי פתיחת הכניסה והיציאה של הלהבים יהיו יחסית לא אחידים, מה שיוביל בסופו של דבר לבעיות רטט של מנוע יחידת הטורבינה ההידראולית.
③ כאשר טבעת הלבירינת מעובדת, הסגלגלות הגדולה תוביל גם לבעיות רטט של היחידה.
בנוסף, איכות ההתקנה של יחידת טורבינת המים תשפיע גם על הפעולה היציבה של יחידת טורבינת המים. בין הרכיבים השונים של יחידת הטורבינה ההידראולית, אם מיסבי ההנחיה אינם קונצנטריים זה עם זה או שהציר אינו נכון, הדבר יגרום לרעידות הידראוליות ולרעידות של רכיבי המיסב.