Como todos sabemos, o grupo gerador de turbina hidráulica é o principal componente mecânico de uma usina hidrelétrica. Portanto, é particularmente importante garantir a operação estável de toda a unidade de turbina hidráulica. Existem muitos fatores que afetam a estabilidade da unidade de turbina hidráulica, que existem desde o projeto da unidade de turbina hidráulica.
Em todo o projeto da unidade de turbina hidráulica, a influência do projeto hidráulico é pequena. Quando a unidade de turbina hidráulica opera em condições normais, o fluxo de água na saída do rotor da unidade continuará a fluir, e o fluxo de água na saída do rotor não girará. Quando a turbina não estiver em condições ideais de funcionamento, o fluxo na saída do rotor formará gradualmente um fluxo circular no tubo de sucção da turbina. Quando a turbina estiver sob carga parcial de 40 a 70% da baixa altura manométrica, o fluxo na saída do rotor girará para frente e formará gradualmente um vórtice de fita, o que causará até mesmo vibração na unidade de turbina.
Na operação de turbinas hidráulicas, o fator mais importante que causa a vibração da unidade de turbina hidráulica é a pulsação de pressão do tubo de sucção, o que representa uma ameaça à operação normal da turbina Francis. Além disso, se o trem de vórtices Karman for gerado na cauda do fluxo ao redor do aerofólio, isso também afetará a operação normal da turbina hidráulica, pois levará à vibração forçada das pás do rotor da turbina hidráulica. Quando a frequência dessa vibração forçada forma uma relação múltipla com a frequência de vibração natural das pás do rotor, isso levará a rachaduras nas pás do rotor da turbina hidráulica e até mesmo à fratura das pás.
Além disso, há outro fator que também afetará a operação estável da turbina: o fator hidráulico. Se a condição de operação da unidade da turbina se desviar das condições de projeto da turbina, ocorrerá o fenômeno de separação de fluxo na entrada e na saída da pá. Devido à frequência instável do fenômeno de separação de fluxo, o grau de dano também é diferente. O modelo hidráulico da turbina hidráulica é a fonte de energia de toda a usina hidrelétrica.
O projeto estrutural, o processamento e a fabricação científicos e razoáveis da unidade de turbina hidráulica podem efetivamente melhorar a estabilidade da operação da turbina hidráulica, e os principais fatores que afetam seu projeto estrutural e fabricação são os seguintes:
① Para componentes de passagem de fluxo, quando a pressão do fluxo na passagem de fluxo atua sobre os componentes da passagem de fluxo, isso produzirá tensão. Com o aumento da tensão, isso levará à deformação elástica dos componentes. Além disso, quando o fluxo é agitado, cada componente também produzirá vibração. Quando a frequência de vibração do fluxo de água é a mesma que a frequência natural dos componentes, também produzirá ressonância, o que não só produzirá poluição sonora grave, mas também afetará o funcionamento normal da unidade de turbina hidráulica. Especialmente para a unidade de turbina hidráulica de grande porte e baixa velocidade, sua frequência natural é muito próxima da baixa frequência hidráulica, por isso é fácil ser afetada pela ressonância.
2. Influência da tecnologia de processamento. No processamento e fabricação de unidades de turbina hidráulica, se o processamento das pás não for preciso ou houver erros no processo de soldagem dos componentes, os valores de abertura de entrada e saída das pás serão relativamente irregulares, o que eventualmente levará a problemas de vibração do motor da unidade de turbina hidráulica.
③ Quando o anel de labirinto é processado, a grande ovalização também levará a problemas de vibração da unidade.
Além disso, a qualidade da instalação da unidade de turbina hidráulica também afetará sua operação estável. Entre os vários componentes da unidade de turbina hidráulica, se os mancais-guia não estiverem concêntricos entre si ou o eixo não estiver correto, isso causará vibração hidráulica e vibração dos componentes do mancal.
Data de publicação: 22 de setembro de 2021
