Висина усисавања јединице пумпно-акумулационе електране имаће директан утицај на систем преусмеравања и распоред машинске зграде електране, а захтев за плитком дубином ископа може смањити одговарајуће трошкове изградње електране; Међутим, то ће такође повећати ризик од кавитације током рада пумпе, тако да је тачност процене висине током ране инсталације електране веома важна. У раном процесу примене пумпне турбине, утврђено је да је кавитација радног кола под радним условима пумпе била озбиљнија него под радним условима турбине. Приликом пројектовања, генерално се верује да ако се може задовољити кавитација под радним условима пумпе, могу се задовољити и радни услови турбине.
Избор висине усисавања турбине пумпе мешовитог протока углавном се односи на два принципа:
Прво, мора се извршити под условом да нема кавитације под радним условима водене пумпе; Друго, не сме доћи до раздвајања воденог стуба у целом систему за пренос воде током процеса преласка одбацивања јединичног терета.
Генерално, специфична брзина је пропорционална коефицијенту кавитације радног кола. Са повећањем специфичне брзине, коефицијент кавитације радног кола се такође повећава, а перформансе кавитације се смањују. У комбинацији са емпиријском израчунатом вредношћу висине усисавања и израчунатом вредношћу степена вакуума у цеви за усис под најопаснијим условима прелазног процеса, и узимајући у обзир да, под претпоставком што веће уштеде грађевинских ископа, јединица има довољну дубину потапања да би се обезбедио безбедан и стабилан рад јединице.
Дубина потапања турбине пумпе са високим притиском одређује се према одсуству кавитације турбине пумпе и одсуству одвајања воденог стуба у пропусној цеви током различитих прелазних процеса. Дубина потапања турбина пумпи у пумпно-акумулационим електранама је веома велика, тако да је висина инсталације јединица ниска. Висина усисавања јединица са високим притиском које се користе у електранама које су пуштене у рад у Кини, као што је Xilong Pond, је – 75 м, док је висина усисавања већине електрана са 400-500 м воденог притиска око – 70 до – 80 м, а висина усисавања од 700 м воденог притиска је око – 100 м.
Током процеса одбацивања оптерећења пумпне турбине, ефекат воденог чекића значајно смањује просечан притисак у делу пропусне цеви. Са брзим повећањем брзине ротора током процеса прелаза са одбацивања оптерећења, изван излазног дела ротора појављује се снажан ротирајући ток воде, што смањује притисак у центру дела од спољашњег притиска. Иако је просечан притисак у делу и даље већи од притиска испаравања воде, локални притисак у центру може бити нижи од притиска испаравања воде, што доводи до одвајања воденог стуба. У нумеричкој анализи процеса прелаза пумпне турбине, може се дати само просечан притисак сваког дела цеви. Само кроз потпуни симулативни тест процеса прелаза са одбацивања оптерећења може се одредити локални пад притиска како би се избегао феномен одвајања воденог стуба у пропусној цеви.
Дубина потапања турбине пумпе са високим напоном не само да треба да испуни захтеве против ерозије, већ и да осигура да усисна цев не дође до одвајања воденог стуба током различитих прелазних процеса. Турбина пумпе са супер високим напоном усваја велику дубину потапања како би се избегло одвајање воденог стуба током прелазног процеса и осигурала безбедност система за преусмеравање воде и јединица електране. На пример, минимална дубина потапања пумпне електране Гејечуан је – 98 м, а минимална дубина потапања пумпне електране Шенлиучуан је – 104 м. Домаћа пумпна електрана Ђисији је – 85 м, Дунхуа је – 94 м, Чанглонгшан је – 94 м, а Јангђанг је – 100 м.
За исту пумпну турбину, што се више удаљава од оптималног радног стања, то је већи интензитет кавитације који трпи. Под радним условима великог узгона и малог протока, већина водова за проток има велики позитиван угао напада, и кавитација се лако јавља у подручју негативног притиска на усисној површини лопатице; под условима малог узгона и великог протока, негативан угао напада на притисној површини лопатице је велики, што лако може изазвати прекид тока, што доводи до кавитационе ерозије притисне површине лопатице. Генерално, коефицијент кавитације је релативно велики за електране са великим опсегом промене притиска, а нижа висина инсталације може испунити захтев да се неће јављати кавитација током рада у условима малог и великог узгона. Стога, ако се висина воде значајно мења, висина усисавања ће се сходно томе повећати како би се задовољили услови. На пример, дубина потапања QX је – 66 м, а MX- 68 м. Пошто је варијација висине воде MX већа, теже је остварити подешавање и гарантовати MX.
Пријављено је да су неке стране пумпно-акумулационе електране доживеле раздвајање воденог стуба. Комплетно тестирање симулационог модела процеса преласка јапанске турбине пумпе високог притиска спроведено је код произвођача, а феномен раздвајања воденог стуба је детаљно проучен како би се одредила висина инсталације турбине пумпе. Најтежи проблем за пумпно-акумулационе електране је безбедност система. Неопходно је осигурати да пораст притиска у спиралном кућишту и негативни притисак воде на задњем делу буду у безбедном опсегу под екстремним радним условима и да се осигура да хидрауличке перформансе достигну ниво прве класе, што има већи утицај на избор дубине потапања.
Време објаве: 23. новембар 2022.
