Ako všetci vieme, sústava vodných turbín je jadrom a kľúčovou mechanickou súčasťou vodnej elektrárne. Preto je obzvlášť dôležité zabezpečiť stabilnú prevádzku celej hydraulickej turbíny. Existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú stabilitu hydraulickej turbíny a ktoré existujú už od jej návrhu.
V celom návrhu hydraulickej turbíny je vplyv hydraulického návrhu malý. Keď vodná turbína pracuje za normálnych podmienok, prietok vody na výstupe z obežného kolesa stále vyteká a prietok vody na výstupe z obežného kolesa sa neotáča. Keď turbína nie je v optimálnom prevádzkovom stave, prietok na výstupe z obežného kolesa postupne vytvára kruhový prúd v sacej rúre turbíny. Keď je turbína pod čiastočným zaťažením 40 ~ 70 % pri nízkom tlaku, prietok na výstupe z obežného kolesa sa otáča dopredu a postupne vytvára pásový vír, čo môže dokonca spôsobiť vibrácie turbíny.
Pri prevádzke hydraulickej turbíny je najdôležitejším faktorom spôsobujúcim vibrácie hydraulickej turbíny pulzácia tlaku v sacej rúre a tento faktor predstavuje hrozbu pre normálnu prevádzku Francisovej turbíny. Okrem toho, ak sa na konci prúdenia okolo profilu krídla vytvorí Karmanov vír, ovplyvní to aj normálnu prevádzku hydraulickej turbíny, pretože to povedie k vynúteným vibráciám obežného kolesa hydraulickej turbíny. Keď frekvencia týchto vynútených vibrácií tvorí násobok frekvencie vlastných vibrácií obežného kolesa, povedie to k prasklinám v obežnom kolese hydraulickej turbíny a dokonca k zlomeniu lopatky.
Okrem toho existuje ďalší faktor, ktorý tiež ovplyvňuje stabilnú prevádzku turbíny, a to hydraulický faktor. Ak sa prevádzkové podmienky turbínovej jednotky odchyľujú od konštrukčných podmienok turbíny, na vstupe a výstupe lopatky dôjde k javu oddelenia prúdenia. V dôsledku nestabilnej frekvencie javu oddelenia prúdenia sa líši aj stupeň poškodenia. Hydraulický model hydraulickej turbíny je zdrojom energie celej vodnej elektrárne.
Vedecký a rozumný konštrukčný návrh, spracovanie a výroba vodnej turbíny môžu účinne zlepšiť stabilitu prevádzky vodnej turbíny a hlavné faktory ovplyvňujúce jej konštrukčný návrh a výrobu sú nasledovné:
① V prípade komponentov prietokového kanála, keď tlak prúdenia v prietokovom kanáli pôsobí na komponenty prietokového kanála, vzniká napätie. So zvyšujúcim sa napätím dochádza k elastickej deformácii komponentov. Okrem toho, keď je prúdenie rozrušené, každý komponent tiež vytvára vibrácie. Ak je frekvencia vibrácií prúdenia vody rovnaká ako vlastná frekvencia komponentov, vzniká aj rezonancia, ktorá nielenže spôsobuje vážne hlukové znečistenie, ale tiež ovplyvňuje normálnu prevádzku hydraulickej turbíny. Najmä pri vodných turbínach s veľkými rozmermi a nízkou rýchlosťou je ich vlastná frekvencia veľmi blízka nízkej hydraulickej frekvencii, takže sú ľahko ovplyvnené rezonanciou.
② Vplyv technológie spracovania. Pri spracovaní a výrobe hydraulickej turbíny, ak nie je spracovanie lopatiek presné alebo sa vyskytnú chyby v procese zvárania komponentov, hodnoty vstupného a výstupného otvoru lopatiek budú relatívne nerovnomerné, čo nakoniec povedie k problémom s vibráciami motora hydraulickej turbíny.
③ Pri spracovaní labyrintového krúžku bude veľká ovalita viesť aj k problémom s vibráciami jednotky.
Okrem toho, kvalita inštalácie vodnej turbíny ovplyvní aj stabilnú prevádzku vodnej turbíny. Ak medzi rôznymi komponentmi hydraulickej turbíny nie sú vodiace ložiská navzájom súosové alebo ak os nie je správna, spôsobí to hydraulické vibrácie a vibrácie komponentov ložísk.
Čas uverejnenia: 22. septembra 2021
