Hidraulinės elektrinės siurbimo aukštis turės tiesioginės įtakos elektrinės nukreipimo sistemai ir jėgainės išdėstymui, o mažas kasimo gylis gali sumažinti atitinkamas elektrinės statybos sąnaudas; Tačiau tai taip pat padidins kavitacijos riziką siurblio veikimo metu, todėl aukščio įvertinimo tikslumas ankstyvojo elektrinės įrengimo metu yra labai svarbus. Ankstyvuoju siurblio turbinos taikymo procesu buvo nustatyta, kad siurblio veikimo sąlygomis tekėjimo kavitacija buvo rimtesnė nei turbinos veikimo sąlygomis. Projektuojant paprastai manoma, kad jei kavitacija siurblio veikimo sąlygomis gali būti įvykdyta, galima įvykdyti ir turbinos veikimo sąlygas.
Mišraus srauto siurblio turbinos siurbimo aukščio pasirinkimas daugiausia grindžiamas dviem principais:
Pirma, tai turi būti atliekama su sąlyga, kad vandens siurblio veikimo sąlygomis nėra kavitacijos; antra, vandens stulpelio atskyrimas negali vykti visoje vandens transportavimo sistemoje perėjimo proceso metu, kai atmetamas vienetinis krovinys.
Paprastai savitasis greitis yra proporcingas bėgelio kavitacijos koeficientui. Didėjant savitajam greičiui, didėja ir bėgelio kavitacijos koeficientas, o kavitacijos našumas mažėja. Kartu su empiriniu įsiurbimo aukščio skaičiavimo verte ir traukos vamzdžio vakuumo laipsnio skaičiavimo verte pavojingiausiomis pereinamojo proceso sąlygomis bei atsižvelgiant į tai, kad siekiant kuo labiau taupyti civilinius žemės kasinėjimus, įrenginys turi pakankamą panardinimo gylį, kad būtų užtikrintas saugus ir stabilus įrenginio veikimas.
Didelio slėgio siurblio turbinos panardinimo gylis nustatomas pagal tai, ar siurblio turbinoje nėra kavitacijos ir ar vandens stulpelis neatsiskiria traukos vamzdyje įvairių pereinamųjų procesų metu. Hidraulinių elektrinių siurblių turbinų panardinimo gylis yra labai didelis, todėl agregatų įrengimo aukštis yra mažas. Kinijoje pradėtose eksploatuoti elektrinėse, tokiose kaip Xilong Pond, naudojamų didelio slėgio agregatų įsiurbimo aukštis yra –75 m, o daugumos elektrinių, kurių vandens slėgis yra 400–500 m, įsiurbimo aukštis yra apie –70–80 m, o 700 m vandens slėgio įsiurbimo aukštis yra apie –100 m.
Siurblio turbinos apkrovos mažinimo proceso metu dėl hidraulinio smūgio vidutinis traukos vamzdžio sekcijos slėgis smarkiai sumažėja. Staigiai padidėjus bėgelio greičiui apkrovos mažinimo perėjimo proceso metu, už bėgelio išleidimo sekcijos atsiranda stiprus besisukantis vandens srautas, todėl sekcijos centrinis slėgis yra mažesnis už išorinį slėgį. Nors vidutinis sekcijos slėgis vis dar yra didesnis už vandens garavimo slėgį, vietinis centro slėgis gali būti mažesnis už vandens garavimo slėgį, dėl ko gali atsirasti vandens stulpelio atsiskyrimas. Atliekant skaitinę siurblio turbinos perėjimo proceso analizę, galima pateikti tik vidutinį kiekvienos vamzdžio sekcijos slėgį. Tik atlikus išsamų apkrovos mažinimo perėjimo proceso modeliavimo bandymą, galima nustatyti vietinį slėgio kritimą, kad būtų išvengta vandens stulpelio atsiskyrimo traukos vamzdyje reiškinio.
Didelio slėgio siurblio turbinos panardinimo gylis turi ne tik atitikti erozijos apsaugos reikalavimus, bet ir užtikrinti, kad traukos vamzdyje nebūtų vandens stulpelio atsiskyrimo įvairių pereinamųjų procesų metu. Ypač didelio slėgio siurblio turbina yra panardinta dideliu gyliu, kad būtų išvengta vandens stulpelio atsiskyrimo pereinamojo proceso metu ir užtikrintas vandens nukreipimo sistemos bei elektrinės įrenginių saugumas. Pavyzdžiui, minimalus Geyechuan hidroakumuliacinės elektrinės panardinimo gylis yra – 98 m, o minimalus Shenliuchuan hidroakumuliacinės elektrinės panardinimo gylis – 104 m. Vietinės Dzixi hidroakumuliacinės elektrinės gylis yra – 85 m, Dunhua – 94 m, Changlongshan – 94 m, o Yangjiang – 100 m.
Kuo labiau ta pati siurblio turbina nukrypsta nuo optimalių darbo sąlygų, tuo didesnis kavitacijos intensyvumas. Esant dideliam pakilimui ir mažam srautui, dauguma srauto linijų turi didelį teigiamą atakos kampą, todėl mentės įsiurbimo paviršiaus neigiamo slėgio srityje lengva atsirasti kavitacijai; esant mažam pakilimui ir dideliam srautui, mentės slėgio paviršiaus neigiamas atakos kampas yra didelis, todėl lengva sukelti srauto atsiskyrimą, dėl kurio mentės slėgio paviršiuje atsiranda kavitacijos erozija. Paprastai elektrinėje, kurioje yra didelis slėgio kitimo diapazonas, kavitacijos koeficientas yra gana didelis, o mažesnis įrengimo aukštis gali atitikti reikalavimą, kad eksploatuojant mažo ir didelio pakilimo sąlygomis kavitacija neatsirastų. Todėl, jei vandens slėgis labai kinta, įsiurbimo aukštis atitinkamai padidės, kad būtų įvykdytos sąlygos. Pavyzdžiui, QX panardinimo gylis yra – 66 m, o MX – 68 m. Kadangi MX vandens slėgio kitimas yra didesnis, sunkiau įgyvendinti MX reguliavimą ir garantuoti jo veikimą.
Pranešama, kad kai kuriose užsienio hidroakumuliacinėse elektrinėse buvo pastebėtas vandens stulpelio atsiskyrimas. Gamintojas atliko išsamų Japonijos didelio slėgio siurblio turbinos pereinamojo proceso modeliavimo bandymą, o vandens stulpelio atsiskyrimo reiškinys buvo nuodugniai ištirtas, siekiant nustatyti siurblio turbinos įrengimo aukštį. Sunkiausia hidroakumuliacinių elektrinių problema yra sistemos saugumas. Būtina užtikrinti, kad spiralinio korpuso slėgio kilimas ir neigiamas vandens slėgis ekstremaliomis darbo sąlygomis būtų saugiose ribose, ir užtikrinti, kad hidraulinis našumas pasiektų pirmos klasės lygį, o tai turi didelę įtaką panardinimo gylio pasirinkimui.
Įrašo laikas: 2022 m. lapkričio 23 d.
