Kā zināms, ūdens turbīnu ģeneratora agregāts ir hidroelektrostacijas galvenā un svarīgākā mehāniskā sastāvdaļa. Tāpēc ir īpaši svarīgi nodrošināt visas hidrauliskās turbīnu agregāta stabilu darbību. Ir daudz faktoru, kas ietekmē hidrauliskās turbīnu agregāta stabilitāti un kas pastāv jau kopš visa hidrauliskās turbīnu agregāta projektēšanas.
Visā hidrauliskās turbīnas agregāta konstrukcijā hidrauliskās konstrukcijas ietekme ir neliela. Kad ūdens turbīnas agregāts darbojas normālos apstākļos, ūdens plūsma no agregāta skrūvju izejas turpina plūst uz āru, un ūdens plūsma no skrūvju izejas negriežas. Ja turbīna nav optimālā darba stāvoklī, plūsma no skrūvju izejas pakāpeniski veido apļveida plūsmu turbīnas ieplūdes caurulē. Kad turbīnas daļējā slodze ir 40–70% ar zemu spiedienu, plūsma no skrūvju izejas griežas uz priekšu un pakāpeniski veido lentes virpuli, kas var izraisīt pat turbīnas agregāta vibrāciju.
Hidrauliskās turbīnas darbībā vissvarīgākais faktors, kas izraisa hidrauliskās turbīnas agregāta vibrāciju, ir ieplūdes caurules spiediena pulsācija, un šis faktors apdraudēs Francis turbīnas normālu darbību. Turklāt, ja plūsmas galā ap spārna profilu rodas Karmana virpuļplūsmas vilnis, tas ietekmēs arī hidrauliskās turbīnas normālu darbību, jo tas izraisīs hidrauliskās turbīnas rotora lāpstiņas piespiedu vibrāciju. Kad šīs piespiedu vibrācijas frekvence veido daudzkārtēju sakarību ar rotora lāpstiņas dabisko vibrācijas frekvenci, tas izraisīs plaisas hidrauliskās turbīnas rotora lāpstiņā un pat lāpstiņas lūzumu.
Turklāt pastāv vēl viens faktors, kas arī ietekmēs turbīnas stabilu darbību, proti, hidrauliskais faktors. Ja turbīnas agregāta darbības apstākļi atšķiras no turbīnas projektētajiem apstākļiem, lāpstiņas ieejā un izejā notiks plūsmas atdalīšanās parādība. Plūsmas atdalīšanās parādības nestabilās frekvences dēļ arī kaitējuma pakāpe ir atšķirīga. Hidrauliskās turbīnas hidrauliskais modelis ir visas hidroelektrostacijas enerģijas avots.
Ūdens turbīnu bloka zinātniskais un saprātīgais konstrukcijas projektēšana, apstrāde un ražošana var efektīvi uzlabot ūdens turbīnu darbības stabilitāti, un galvenie faktori, kas ietekmē tā konstrukcijas projektēšanu un ražošanu, ir šādi:
① Plūsmas kanāla komponentiem, kad plūsmas spiediens plūsmas kanālā iedarbojas uz plūsmas kanāla komponentiem, rodas spriegums. Sprieguma palielināšanās noved pie komponentu elastīgas deformācijas. Turklāt, plūsmai mainoties, katrs komponents rada arī vibrāciju. Ja ūdens plūsmas vibrācijas frekvence ir tāda pati kā komponentu pašsvārstību frekvence, rodas arī rezonanse, kas ne tikai rada nopietnu trokšņa piesārņojumu, bet arī ietekmē hidrauliskās turbīnas bloka normālu darbību. Īpaši liela izmēra un maza ātruma ūdens turbīnu blokiem to pašsvārstību frekvence ir ļoti tuvu hidrauliskajai zemajai frekvencei, tāpēc tos viegli ietekmē rezonanse.
2. Apstrādes tehnoloģijas ietekme. Hidrauliskās turbīnas bloka apstrādē un ražošanā, ja lāpstiņu apstrāde nav precīza vai komponentu metināšanas procesā ir kļūdas, lāpstiņu ieplūdes un izplūdes atveru vērtības būs relatīvi nevienmērīgas, kas galu galā radīs hidrauliskās turbīnas bloka dzinēja vibrācijas problēmas.
③ Apstrādājot labirinta gredzenu, lielais ovālums radīs arī ierīces vibrācijas problēmas.
Turklāt ūdens turbīnas bloka stabilu darbību ietekmēs arī tā uzstādīšanas kvalitāte. Starp dažādajām hidrauliskās turbīnas bloka sastāvdaļām, ja virzošie gultņi nav koncentriski viens ar otru vai ass nav pareiza, tas izraisīs hidraulisko vibrāciju un gultņu komponentu vibrāciju.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 22. septembris
