Nestabilná prevádzka hydraulickej turbíny vedie k vibráciám hydraulickej turbíny. Ak sú vibrácie hydraulickej turbíny závažné, majú vážne následky a dokonca ovplyvňujú bezpečnosť celého zariadenia. Preto sú opatrenia na optimalizáciu stability hydraulickej turbíny veľmi dôležité. Aké optimalizačné opatrenia existujú?
1) Neustále optimalizovať hydraulický návrh vodnej turbíny, zlepšovať jej výkon v návrhu vodnej turbíny a zabezpečovať stabilnú prevádzku vodnej turbíny. Preto pri samotnej projekčnej práci musia mať konštruktéri nielen solídne odborné znalosti, ale aj sa snažiť optimalizovať návrh v kombinácii s vlastnými pracovnými skúsenosťami.
V súčasnosti sa široko používa výpočtová dynamika tekutín (CFD) a modelové testovanie. Vo fáze návrhu musí konštruktér kombinovať pracovné skúsenosti, používať CFD a modelové testovanie, neustále optimalizovať profil vodiacej lopatky, profil obežného kolesa a výtlačný kužeľ a snažiť sa primerane kontrolovať amplitúdu kolísania tlaku v sacej rúre. V súčasnosti neexistuje jednotný štandard pre rozsah amplitúdy kolísania tlaku v sacej rúre na svete. Vo všeobecnosti je rýchlosť otáčania vysokotlakových elektrární nízka a amplitúda vibrácií malá, ale špecifická rýchlosť nízkotlakových elektrární je vysoká a amplitúda kolísania tlaku je relatívne veľká.
2) Posilniť kontrolu kvality vodných turbín a zlepšiť úroveň údržby. Vo fáze návrhu hydraulickej turbíny je posilnenie kontroly kvality hydraulickej turbíny tiež dôležitým spôsobom, ako zlepšiť jej prevádzkovú stabilitu. Preto by sa v prvom rade mala zlepšiť tuhosť častí prietokového kanála hydraulickej turbíny, aby sa minimalizovala jej deformácia pri hydraulickom pôsobení. Okrem toho by mal konštruktér plne zvážiť aj možnosť rezonancie vlastnej frekvencie sacej trubice a frekvencie vírového pásma prúdenia a vlastnej frekvencie obežného kolesa pri nízkom zaťažení.
Okrem toho by mala byť prechodová časť lopatky navrhnutá vedecky. Na lokálne vystuženie koreňa lopatky by sa mala použiť metóda konečných prvkov na zníženie koncentrácie napätia. Vo fáze výroby obežného kolesa by sa mal použiť prísny výrobný proces a ako materiál by sa mala použiť nehrdzavejúca oceľ. Nakoniec by sa mal na návrh modelovania obežného kolesa a kontrolu hrúbky lopatky použiť trojrozmerný softvér. Po spracovaní obežného kolesa sa musí vykonať skúška vyváženia, aby sa predišlo odchýlkam hmotnosti a zlepšilo sa vyváženie. Aby sa lepšie zabezpečila kvalita hydraulickej turbíny, je potrebné posilniť jej neskoršiu údržbu.
Toto sú niektoré opatrenia na optimalizáciu stability hydraulickej turbíny. Pre optimalizáciu stability hydraulickej turbíny by sme mali začať od fázy návrhu, kombinovať skutočnú situáciu a pracovné skúsenosti a neustále ju optimalizovať a vylepšovať v modelovom teste. Okrem toho, aké opatrenia musíme prijať na optimalizáciu stability v prevádzke? Pokračujeme v ďalšom článku.
Ako zlepšiť a optimalizovať stabilitu používaných hydrogenerátorových jednotiek.
Počas používania vodnej turbíny jej lopatky, obežné koleso a ďalšie komponenty postupne trpia kavitáciou a oderom. Preto je potrebné vodnú turbínu pravidelne diagnostikovať a opravovať. V súčasnosti je najbežnejšou metódou opravy pri údržbe hydraulických turbín opravárenské zváranie. Pri špecifických opravárenskom zváraní by sme mali vždy venovať pozornosť deformácii deformovaných komponentov. Po dokončení opravárenskeho zvárania by sme mali vykonať aj nedeštruktívne testovanie a povrch vyleštiť do hladka.
Posilnenie každodenného riadenia vodnej elektrárne prispieva k zabezpečeniu normálnej prevádzky hydraulickej turbíny a zlepšuje jej prevádzkovú stabilitu a efektivitu práce.
① Prevádzka vodných turbín sa musí riadiť v prísnom súlade s príslušnými národnými predpismi. Vodné elektrárne majú vo všeobecnosti úlohu frekvenčnej modulácie a eliminácie špičiek v systéme. V krátkom čase sú prevádzkové hodiny mimo garantovaného prevádzkového rozsahu v podstate nevyhnutné. V praxi by sa prevádzkové hodiny mimo prevádzkového rozsahu mali kontrolovať čo najviac na približne 5 %.
② Počas prevádzky vodnej turbíny by sa malo čo najviac vyhýbať vibračnej zóne. Francisova turbína má vo všeobecnosti jednu alebo dve vibračné zóny, takže vo fáze spúšťania a vypínania turbíny je možné použiť metódu kríženia, aby sa vibračnej zóne čo najviac predišlo. Okrem toho by sa pri každodennej prevádzke vodnej turbíny mal čo najviac znížiť počet spúšťaní a vypínaní. Pretože pri častom spúšťaní a vypínaní sa otáčky turbíny a tlak vody neustále menia, čo je mimoriadne nepriaznivé pre stabilitu jednotky.
③ V novej ére sa veda a technika rýchlo rozvíjajú. Pri každodennej prevádzke vodných elektrární by sa mali používať aj pokročilé detekčné metódy na monitorovanie prevádzkového stavu vodných turbín v reálnom čase, aby sa zabezpečila stabilita prevádzky vodných turbín.
Toto sú opatrenia na optimalizáciu stability vodných generátorov. Pri samotnej implementácii optimalizačných opatrení by sme mali vedecky a rozumne navrhnúť optimalizačnú schému podľa našej konkrétnej situácie. Okrem toho by sme počas bežnej generálnej opravy a údržby mali venovať pozornosť tomu, či sa vyskytli problémy so statorom, rotorom a vodiacim ložiskom vodnej turbíny, aby sme predišli vibráciám vodnej turbíny.
Čas uverejnenia: 24. septembra 2021
