הכרה בבחירת גובה יניקה של יחידות תחנת כוח אגירה שאובה

לגובה היניקה של תחנת כוח לאגירת מים שאובה תהיה השפעה ישירה על מערכת ההטיה ומבנה תחנת הכוח, ודרישת עומק חפירה רדודה יכולה להפחית את עלות הבנייה האזרחית המתאימה של תחנת הכוח; עם זאת, היא גם תגדיל את הסיכון לקביטציה במהלך הפעלת המשאבה, ולכן דיוק הערכת הגובה במהלך ההתקנה המוקדמת של תחנת הכוח חשוב מאוד. בתהליך היישום המוקדם של טורבינת משאבה, נמצא כי הקביטציה בזרם הרץ בתנאי הפעלה של המשאבה הייתה חמורה יותר מאשר בתנאי הפעלה של הטורבינה. ​​בתכנון, מקובל לחשוב שאם ניתן לעמוד בקביטציה בתנאי הפעלה של המשאבה, ניתן גם לעמוד בתנאי הפעלה של הטורבינה.

בחירת גובה היניקה של טורבינת משאבה מעורבת מתייחסת בעיקר לשני עקרונות:
ראשית, יש לבצע זאת בהתאם לתנאי שאין קוויטציה בתנאי העבודה של משאבת המים; שנית, הפרדת עמודת המים לא יכולה להתרחש בכל מערכת הולכת המים במהלך תהליך המעבר של דחיית עומס יחידה.
באופן כללי, המהירות הספציפית פרופורציונלית למקדם הקביטציה של הרץ. עם עליית המהירות הספציפית, מקדם הקביטציה של הרץ גם עולה, וביצועי הקביטציה יורדים. בשילוב עם ערך החישוב האמפירי של גובה היניקה וערך החישוב של דרגת הוואקום של צינור השאיבה בתנאי תהליך המעבר המסוכנים ביותר, ובהתחשב בכך שתוך חיסכון חפירה אזרחית ככל האפשר, ליחידה יש ​​עומק טבילה מספיק כדי להבטיח פעולה בטוחה ויציבה של היחידה.

עומק הטביעה של טורבינת משאבה בעלת ראש מים גבוה נקבע בהתאם להיעדר קוויטציה של טורבינת המשאבה ולהיעדר הפרדת עמודת מים בצינור השאיבה במהלך תנועות מעבר שונות. עומק הטביעה של טורבינות משאבה בתחנות כוח אגירה שאובה גדול מאוד, ולכן גובה ההתקנה של היחידות נמוך. גובה היניקה של יחידות ראש מים גבוהות המשמשות בתחנות כוח שהופעלו בסין, כמו בריכת Xilong, הוא 75- מטר, בעוד שגובה היניקה של רוב תחנות הכוח בעלות ראש מים של 400-500 מטר הוא כ-70 עד 80 מטר, וגובה היניקה של ראש מים של 700 מטר הוא כ-100 מטר.
במהלך תהליך דחיית העומס של טורבינת המשאבה, אפקט פטיש המים גורם לירידה משמעותית בלחץ הממוצע של מקטע צינור השאיבה. עם העלייה המהירה במהירות הרץ במהלך תהליך המעבר לדחיית העומס, מופיעה זרימת מים מסתובבת חזקה מחוץ למקטע יציאת הרץ, מה שהופך את הלחץ המרכזי של המקטע לנמוך מהלחץ החיצוני. למרות שהלחץ הממוצע של המקטע עדיין גדול מלחץ האידוי של המים, הלחץ המקומי במרכז עשוי להיות נמוך מלחץ אידוי המים, מה שיגרום להפרדת עמודת המים. בניתוח המספרי של תהליך המעבר של טורבינת המשאבה, ניתן לתת רק את הלחץ הממוצע של כל מקטע של הצינור. רק באמצעות מבחן סימולציה מלא של תהליך המעבר לדחיית העומס ניתן לקבוע את ירידת הלחץ המקומית כדי למנוע את תופעת הפרדת עמודת המים בצינור השאיבה.
עומק הטבילה של טורבינת משאבה בעלת עומק גבוה צריך לא רק לעמוד בדרישות של מניעת שחיקה, אלא גם להבטיח שלא תהיה הפרדת עמודת מים בצינור הזרימה במהלך תהליכי מעבר שונים. טורבינת משאבה בעלת עומק גבוה במיוחד מאמצת עומק טבילה גדול כדי למנוע הפרדת עמודת מים במהלך תהליך המעבר ולהבטיח את בטיחות מערכת הטיית המים ויחידות תחנת הכוח. לדוגמה, עומק הטבילה המינימלי של תחנת הכוח Geyechuan הוא 98 מטר, ועומק הטבילה המינימלי של תחנת הכוח Shenliuchuan הוא 104 מטר. תחנת הכוח הביתית Jixi היא 85 מטר, דונהואה 94 מטר, צ'אנגלונגשאן 94 מטר ויאנגג'יאנג 100 מטר.
עבור אותה טורבינת משאבה, ככל שהיא סוטה מתנאי העבודה האופטימליים, כך עוצמת הקביטציה ממנה היא סובלת גדולה יותר. בתנאי עבודה של עילוי גבוה וזרימה קטנה, לרוב קווי הזרימה יש זווית התקפה חיובית גדולה, וקביטציה מתרחשת בקלות באזור הלחץ השלילי של משטח היניקה של הלהב; בתנאים של עילוי נמוך וזרימה גדולה, זווית ההתקפה השלילית של משטח הלחץ של הלהב גדולה, מה שקל לגרום להפרדת הזרימה, ובכך מוביל לשחיקה של משטח הלחץ של הלהב עקב קביטציה. באופן כללי, מקדם הקביטציה גדול יחסית עבור תחנת כוח עם טווח שינוי ראש גדול, וגובה התקנה נמוך יותר יכול לעמוד בדרישה שלא יתרחש קביטציה במהלך הפעולה בתנאי עילוי נמוך ועילוי גבוה. לכן, אם ראש המים משתנה מאוד, גובה היניקה יגדל בהתאם כדי לעמוד בתנאים. לדוגמה, עומק הטביעה של QX הוא -66 מטר, ו-MX-68 מטר. מכיוון שהשונות של ראש המים MX גדולה יותר, קשה יותר לממש את ההתאמה וההבטחה של MX.

דווח כי כמה תחנות כוח אגירה שאובה זרות חוו הפרדת עמודת מים. בדיקת מודל סימולציה מלאה של תהליך המעבר של טורבינת משאבה יפנית בעלת עומק גבוה בוצעה על ידי היצרן, ותופעת הפרדת עמודת המים נחקרה לעומק כדי לקבוע את גובה ההתקנה של טורבינת המשאבה. הבעיה הקשה ביותר עבור תחנות כוח אגירה שאובה היא בטיחות המערכת. יש לוודא שעליית הלחץ הספירלי של המארז ולחץ השלילי של המים הזנביים נמצאים בטווח הבטוח בתנאי עבודה קיצוניים, ולהבטיח שהביצועים ההידראוליים יגיעו לרמה ראשונה, דבר שיש לו השפעה גדולה יותר על בחירת עומק הטבילה.