Înălțimea de aspirație unitară a centralei electrice cu acumulare prin pompare va avea un impact direct asupra sistemului de deviere și a amplasării centralei electrice, iar o cerință de adâncime mică de excavare poate reduce costul corespunzător al construcției civile a centralei; Cu toate acestea, va crește și riscul de cavitație în timpul funcționării pompei, așadar precizia estimării elevației în timpul instalării timpurii a centralei este foarte importantă. În procesul de aplicare timpurie a turbinei pompei, s-a constatat că cavitația rotorului în condiții de funcționare a pompei era mai gravă decât cea în condiții de funcționare a turbinei. În proiectare, se consideră, în general, că dacă se poate satisface cavitația în condiții de funcționare a pompei, se pot satisface și condițiile de funcționare a turbinei.
Selectarea înălțimii de aspirație a turbinei pompei cu flux mixt se referă în principal la două principii:
În primul rând, se va efectua cu condiția să nu existe cavitație în condițiile de funcționare ale pompei de apă; în al doilea rând, separarea coloanei de apă nu poate avea loc în întregul sistem de transport al apei în timpul procesului de tranziție de respingere a sarcinii unitare.
În general, viteza specifică este proporțională cu coeficientul de cavitație al rotorului. Odată cu creșterea vitezei specifice, crește și coeficientul de cavitație al rotorului, iar performanța de cavitație scade. Combinate cu valoarea empirică de calcul a înălțimii de aspirație și valoarea de calcul a gradului de vid al tubului de tiraj în cele mai periculoase condiții de proces de tranziție și ținând cont de faptul că, având în vedere premisa de a economisi cât mai mult posibil excavațiile civile, unitatea are o adâncime de submersie suficientă pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a unității.
Adâncimea de imersie a turbinei pompei cu înălțime mare este determinată în funcție de absența cavitației turbinei pompei și de absența separării coloanei de apă în tubul de tiraj în timpul diferitelor perioade tranzitorii. Adâncimea de imersie a turbinelor pompei din centralele electrice cu acumulare prin pompare este foarte mare, astfel încât altitudinea de instalare a unităților este scăzută. Înălțimea de aspirație a unităților cu înălțime mare utilizate în centralele electrice puse în funcțiune în China, cum ar fi Xilong Pond, este de – 75 m, în timp ce înălțimea de aspirație a majorității centralelor electrice cu o înălțime de apă de 400-500 m este de aproximativ – 70 până la – 80 m, iar înălțimea de aspirație a unei înălțimi de apă de 700 m este de aproximativ – 100 m.
În timpul procesului de respingere a sarcinii turbinei pompei, efectul ciocanului de berbec face ca presiunea medie a secțiunii tubului de tiraj să scadă semnificativ. Odată cu creșterea rapidă a vitezei rotorului în timpul procesului de tranziție de respingere a sarcinii, apare un flux puternic de apă rotativă în afara secțiunii de ieșire a rotorului, ceea ce face ca presiunea centrală a secțiunii să fie mai mică decât presiunea exterioară. Chiar dacă presiunea medie a secțiunii este încă mai mare decât presiunea de vaporizare a apei, presiunea locală din centru poate fi mai mică decât presiunea de vaporizare a apei, provocând separarea coloanei de apă. În analiza numerică a procesului de tranziție a turbinei pompei, se poate obține doar presiunea medie a fiecărei secțiuni a conductei. Numai prin simularea completă a procesului de tranziție de respingere a sarcinii se poate determina scăderea locală de presiune pentru a evita fenomenul de separare a coloanei de apă în tubul de tiraj.
Adâncimea de imersie a turbinei pompei cu înălțime mare nu trebuie doar să îndeplinească cerințele antierozionale, ci și să asigure că tubul de tiraj nu prezintă separarea coloanei de apă în timpul diferitelor procese de tranziție. Turbina pompei cu înălțime foarte mare adoptă o adâncime mare de imersie pentru a evita separarea coloanei de apă în timpul procesului de tranziție și pentru a asigura siguranța sistemului de deviere a apei și a unităților centralei electrice. De exemplu, adâncimea minimă de imersie a centralei electrice cu acumulare prin pompare Geyechuan este de -98 m, iar adâncimea minimă de imersie a centralei electrice cu acumulare prin pompare Shenliuchuan este de -104 m. Centrala electrică cu acumulare prin pompare Jixi este de -85 m, Dunhua de -94 m, Changlongshan de -94 m și Yangjiang de -100 m.
Pentru aceeași turbină de pompă, cu cât aceasta se abate mai mult de la condiția optimă de funcționare, cu atât este mai mare intensitatea cavitației pe care o suferă. În condiții de funcționare cu înălțime mare și debit mic, majoritatea liniilor de curgere au un unghi de atac pozitiv mare, iar cavitația este ușor de produs în zona de presiune negativă a suprafeței de aspirație a palei; În condiții de înălțime mică și debit mare, unghiul de atac negativ al suprafeței de presiune a palei este mare, ceea ce provoacă ușor separarea fluxului, ducând astfel la eroziunea cavitațională a suprafeței de presiune a palei. În general, coeficientul de cavitație este relativ mare pentru centralele electrice cu interval mare de schimbare a înălțimii de pompare, iar o altitudine mai mică de instalare poate îndeplini cerința ca nu va apărea cavitație în timpul funcționării în condiții de înălțime mică și mare. Prin urmare, dacă înălțimea de pompare variază foarte mult, înălțimea de aspirație va crește corespunzător pentru a îndeplini condițiile. De exemplu, adâncimea de imersie a QX este de -66 m, iar a MX de -68 m. Deoarece variația înălțimii de pompare a MX este mai mare, este mai dificil să se realizeze ajustarea și garantarea MX.
Se raportează că unele centrale electrice cu acumulare prin pompare din străinătate au experimentat separarea coloanei de apă. Testul complet al modelului de simulare al procesului de tranziție al turbinei pompei japoneze cu înălțime mare a fost efectuat la producător, iar fenomenul de separare a coloanei de apă a fost studiat în profunzime pentru a determina cota de instalare a turbinei pompei. Cea mai dificilă problemă pentru centralele electrice cu acumulare prin pompare este siguranța sistemului. Este necesar să se asigure că creșterea presiunii în spirală și presiunea negativă a apei din coadă se încadrează în intervalul de siguranță în condiții extreme de funcționare și că performanța hidraulică atinge un nivel de primă clasă, ceea ce are un impact mai mare asupra selecției adâncimii de imersie.
Data publicării: 23 noiembrie 2022
