Wysokość ssania jednostki elektrowni szczytowo-pompowej będzie miała bezpośredni wpływ na system odwadniania i układ elektrowni, a wymóg płytkiej głębokości wykopu może zmniejszyć odpowiednie koszty budowy elektrowni; Jednak zwiększy to również ryzyko kawitacji podczas pracy pompy, więc dokładność oszacowania wysokości podczas wczesnej instalacji elektrowni jest bardzo ważna. We wczesnym procesie aplikacji turbiny pompowej stwierdzono, że kawitacja wirnika w warunkach pracy pompy była poważniejsza niż w warunkach pracy turbiny. W projekcie ogólnie uważa się, że jeśli można spełnić kawitację w warunkach pracy pompy, można również spełnić warunki pracy turbiny.
Wybór wysokości ssania turbiny pompy o przepływie mieszanym opiera się głównie na dwóch zasadach:
Po pierwsze, należy to przeprowadzić pod warunkiem, że nie występuje kawitacja w warunkach roboczych pompy wodnej; Po drugie, w całym układzie transportu wody nie może dojść do oddzielenia się kolumny wody w trakcie procesu przejściowego odrzucenia obciążenia jednostkowego.
Ogólnie rzecz biorąc, prędkość właściwa jest proporcjonalna do współczynnika kawitacji wirnika. Wraz ze wzrostem prędkości właściwej współczynnik kawitacji wirnika również wzrasta, a wydajność kawitacji maleje. W połączeniu z empiryczną wartością obliczeniową wysokości ssania i wartością obliczeniową stopnia podciśnienia rury ssącej w najbardziej niebezpiecznych warunkach procesu przejściowego, a także biorąc pod uwagę, że w założeniu oszczędzania wykopów budowlanych w jak największym stopniu, jednostka ma wystarczającą głębokość zanurzenia, aby zapewnić bezpieczną i stabilną pracę jednostki.
Głębokość zanurzenia turbiny pompy o dużym ciśnieniu jest określana na podstawie braku kawitacji turbiny pompy i braku separacji kolumny wody w rurze ssącej podczas różnych stanów przejściowych. Głębokość zanurzenia turbin pompowych w elektrowniach szczytowo-pompowych jest bardzo duża, więc wysokość instalacji jednostek jest niska. Wysokość ssania jednostek o dużym ciśnieniu stosowanych w elektrowniach, które zostały uruchomione w Chinach, takich jak Xilong Pond, wynosi -75 m, podczas gdy wysokość ssania większości elektrowni o ciśnieniu wody 400-500 m wynosi około -70 do -80 m, a wysokość ssania 700 m ciśnienia wody wynosi około -100 m.
Podczas procesu odrzucania obciążenia turbiny pompy, efekt uderzenia wodnego powoduje znaczny spadek średniego ciśnienia sekcji rury ssącej. Wraz z szybkim wzrostem prędkości wirnika podczas procesu przejścia odrzucania obciążenia, silny wirujący przepływ wody pojawia się na zewnątrz sekcji wylotowej wirnika, powodując, że ciśnienie w środku sekcji jest niższe niż ciśnienie zewnętrzne. Nawet jeśli średnie ciśnienie sekcji jest nadal większe niż ciśnienie parowania wody, lokalne ciśnienie w środku może być niższe niż ciśnienie parowania wody, powodując oddzielenie kolumny wody. W analizie numerycznej procesu przejścia turbiny pompy można podać tylko średnie ciśnienie każdej sekcji rury. Tylko poprzez pełny test symulacyjny procesu przejścia odrzucania obciążenia można określić lokalny spadek ciśnienia, aby uniknąć zjawiska oddzielenia kolumny wody w rurze ssącej.
Głębokość zanurzenia turbiny pompy o dużym ciśnieniu powinna nie tylko spełniać wymagania przeciwerozyjne, ale także zapewniać, że rura ssąca nie będzie miała oddzielenia kolumny wody podczas różnych procesów przejściowych. Turbina pompy o bardzo dużym ciśnieniu przyjmuje dużą głębokość zanurzenia, aby uniknąć oddzielenia kolumny wody podczas procesu przejściowego i zapewnić bezpieczeństwo systemu przekierowania wody i jednostek elektrowni. Na przykład minimalna głębokość zanurzenia elektrowni szczytowo-pompowej Geyechuan wynosi -98 m, a minimalna głębokość zanurzenia elektrowni szczytowo-pompowej Shenliuchuan wynosi -104 m. Krajowa elektrownia szczytowo-pompowa Jixi wynosi -85 m, Dunhua wynosi -94 m, Changlongshan wynosi -94 m, a Yangjiang wynosi -100 m
W przypadku tej samej turbiny pompy, im bardziej odbiega ona od optymalnych warunków pracy, tym większa jest intensywność kawitacji. W warunkach pracy o dużym udźwigu i małym przepływie większość linii przepływu ma duży dodatni kąt natarcia, a kawitacja łatwo występuje w obszarze ujemnego ciśnienia powierzchni ssącej łopatki; W warunkach małego udźwigu i dużego przepływu ujemny kąt natarcia powierzchni ciśnieniowej łopatki jest duży, co łatwo powoduje rozdzielenie przepływu, co prowadzi do erozji kawitacyjnej powierzchni ciśnieniowej łopatki. Ogólnie rzecz biorąc, współczynnik kawitacji jest stosunkowo duży dla elektrowni o dużym zakresie zmian wysokości podnoszenia, a niższa wysokość instalacji może spełnić wymóg, że kawitacja nie wystąpi podczas pracy w warunkach niskiego i wysokiego podnoszenia. Dlatego też, jeśli wysokość podnoszenia wody znacznie się zmienia, wysokość ssania odpowiednio wzrośnie, aby spełnić warunki. Na przykład głębokość zanurzenia QX wynosi -66 m, a MX-68 m. Ponieważ zmienność wysokości podnoszenia wody MX jest większa, trudniej jest zrealizować regulację i gwarancję MX.
Donoszono, że niektóre zagraniczne elektrownie szczytowo-pompowe doświadczyły separacji kolumny wody. Pełny test symulacyjny modelu procesu przejścia japońskiej turbiny pompy o dużym ciśnieniu został przeprowadzony u producenta, a zjawisko separacji kolumny wody zostało dogłębnie zbadane w celu określenia wysokości instalacji turbiny pompy. Najtrudniejszym problemem dla elektrowni szczytowo-pompowych jest bezpieczeństwo systemu. Konieczne jest zapewnienie, że wzrost ciśnienia w obudowie spiralnej i ujemne ciśnienie wody ogonowej mieszczą się w bezpiecznym zakresie w ekstremalnych warunkach pracy, a także zapewnienie, że wydajność hydrauliczna osiągnie poziom pierwszej klasy, co ma większy wpływ na wybór głębokości zanurzenia.
Czas publikacji: 23-11-2022
