การรับรู้ในการเลือกความสูงดูดของหน่วยสถานีพลังงานเก็บพลังงานแบบสูบน้ำ

ความสูงดูดของหน่วยของโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานแบบสูบน้ำจะมีผลโดยตรงต่อระบบเบี่ยงทางและเค้าโครงโรงไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า และข้อกำหนดความลึกในการขุดที่ตื้นสามารถลดต้นทุนการก่อสร้างโยธาที่เกี่ยวข้องของโรงไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม จะเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดโพรงอากาศระหว่างการทำงานของปั๊ม ดังนั้นความแม่นยำของการประมาณระดับความสูงในระหว่างการติดตั้งโรงไฟฟ้าในระยะเริ่มต้นจึงมีความสำคัญมาก ในขั้นตอนการใช้งานกังหันปั๊มในระยะเริ่มต้น พบว่าการเกิดโพรงอากาศในรันเนอร์ภายใต้สภาวะการทำงานของปั๊มนั้นร้ายแรงกว่าในสภาวะการทำงานของกังหัน ในการออกแบบ โดยทั่วไปเชื่อกันว่าหากสามารถบรรลุการเกิดโพรงอากาศภายใต้สภาวะการทำงานของปั๊มได้ ก็จะสามารถบรรลุสภาวะการทำงานของกังหันได้เช่นกัน

การเลือกความสูงการดูดของกังหันปั๊มไหลผสมนั้นอ้างอิงหลักการสองประการหลัก:
ประการแรก จะต้องดำเนินการตามเงื่อนไขที่ไม่มีการเกิดโพรงอากาศภายใต้สภาพการทำงานของปั๊มน้ำ ประการที่สอง การแยกคอลัมน์น้ำไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในระบบลำเลียงน้ำทั้งหมดในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านของการปฏิเสธโหลดหน่วย
โดยทั่วไป ความเร็วจำเพาะจะแปรผันตามค่าสัมประสิทธิ์การเกิดโพรงอากาศของตัววิ่ง เมื่อความเร็วจำเพาะเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การเกิดโพรงอากาศของตัววิ่งก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และประสิทธิภาพของการเกิดโพรงอากาศก็จะลดลง เมื่อรวมกับค่าการคำนวณเชิงประจักษ์ของความสูงในการดูดและค่าการคำนวณของระดับสุญญากาศของท่อร่างภายใต้เงื่อนไขกระบวนการเปลี่ยนผ่านที่อันตรายที่สุด และคำนึงถึงว่าโดยอาศัยสมมติฐานของการประหยัดการขุดทางแพ่งให้ได้มากที่สุด หน่วยจะมีความลึกของการจมน้ำที่เพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าหน่วยทำงานอย่างปลอดภัยและเสถียร

ความลึกของการจมอยู่ใต้น้ำของกังหันปั๊มที่มีหัวสูงจะถูกกำหนดตามการไม่มีโพรงอากาศของกังหันปั๊มและการไม่มีการแยกคอลัมน์น้ำในท่อร่างระหว่างช่วงเปลี่ยนผ่านต่างๆ ความลึกของการจมอยู่ใต้น้ำของกังหันปั๊มในโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบน้ำมีมาก ดังนั้นระดับความสูงในการติดตั้งของยูนิตจึงต่ำ ความสูงในการดูดของยูนิตที่มีหัวสูงที่ใช้ในโรงไฟฟ้าที่ดำเนินการในประเทศจีน เช่น Xilong Pond อยู่ที่ -75 เมตร ในขณะที่ความสูงในการดูดของโรงไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่มีหัวน้ำ 400-500 เมตรอยู่ที่ประมาณ -70 ถึง -80 เมตร และความสูงในการดูดของหัวน้ำ 700 เมตรอยู่ที่ประมาณ -100 เมตร
ในระหว่างกระบวนการปฏิเสธภาระของกังหันปั๊ม ผลกระทบจากค้อนน้ำทำให้ความดันเฉลี่ยของส่วนท่อร่างลดลงอย่างมาก เมื่อความเร็วของรางเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านปฏิเสธภาระ การไหลของน้ำหมุนที่รุนแรงจะปรากฏขึ้นนอกส่วนทางออกของราง ทำให้ความดันตรงกลางของส่วนนั้นต่ำกว่าความดันภายนอก แม้ว่าความดันเฉลี่ยของส่วนนั้นจะยังคงมากกว่าความดันการระเหยของน้ำ แต่ความดันเฉพาะที่ตรงกลางอาจต่ำกว่าความดันการระเหยของน้ำ ทำให้เกิดการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ ในการวิเคราะห์เชิงตัวเลขของกระบวนการเปลี่ยนผ่านกังหันปั๊ม สามารถระบุได้เฉพาะความดันเฉลี่ยของแต่ละส่วนของท่อเท่านั้น มีเพียงการทดสอบจำลองเต็มรูปแบบของกระบวนการเปลี่ยนผ่านปฏิเสธภาระเท่านั้นที่สามารถกำหนดความดันลดลงเฉพาะที่เพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การแยกตัวของคอลัมน์น้ำในท่อร่าง
ความลึกในการจมน้ำของกังหันปั๊มแรงดันสูงไม่เพียงแต่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในการป้องกันการกัดเซาะเท่านั้น แต่ยังต้องแน่ใจว่าท่อร่างไม่มีการแยกคอลัมน์น้ำระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านต่างๆ กังหันปั๊มแรงดันสูงพิเศษใช้ความลึกในการจมน้ำขนาดใหญ่เพื่อหลีกเลี่ยงการแยกคอลัมน์น้ำระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านและรับรองความปลอดภัยของระบบเบี่ยงน้ำและหน่วยของโรงไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ความลึกในการจมน้ำขั้นต่ำของโรงไฟฟ้าสูบน้ำ Geyechuan คือ - 98 ม. และความลึกในการจมน้ำขั้นต่ำของโรงไฟฟ้าสูบน้ำ Shenliuchuan คือ - 104 ม. โรงไฟฟ้าสูบน้ำ Jixi ในประเทศคือ - 85 ม., Dunhua คือ - 94 ม., Changlongshan คือ - 94 ม. และ Yangjiang คือ - 100 ม.
สำหรับกังหันปั๊มเดียวกัน ยิ่งเบี่ยงเบนจากสภาพการทำงานที่เหมาะสมมากเท่าไร ความเข้มของการเกิดโพรงอากาศก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ภายใต้สภาพการทำงานของการยกสูงและการไหลน้อย ท่อการไหลส่วนใหญ่มีมุมปะทะเชิงบวกที่มาก และการเกิดโพรงอากาศเกิดขึ้นได้ง่ายในบริเวณแรงดันลบของพื้นผิวการดูดของใบพัด ภายใต้สภาพการยกต่ำและการไหลมาก มุมปะทะเชิงลบของพื้นผิวแรงดันใบพัดจะมีขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้การไหลแยกออกจากกันได้ง่าย จึงนำไปสู่การกัดเซาะโพรงอากาศบนพื้นผิวแรงดันใบพัด โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์การเกิดโพรงอากาศจะค่อนข้างใหญ่สำหรับโรงไฟฟ้าที่มีช่วงการเปลี่ยนหัวขนาดใหญ่ และระดับความสูงในการติดตั้งที่ต่ำกว่าสามารถตอบสนองความต้องการที่จะไม่มีการเกิดโพรงอากาศเกิดขึ้นระหว่างการทำงานในสภาวะการยกต่ำและการยกสูง ดังนั้น หากหัวน้ำแตกต่างกันมาก ความสูงของการดูดจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไข ตัวอย่างเช่น ความลึกในการจมน้ำของ QX คือ -66m และ MX-68m เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของหัวน้ำ MX นั้นมากขึ้น จึงยากต่อการปรับแต่งและการรับประกัน MX

มีรายงานว่าโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบน้ำจากต่างประเทศบางแห่งประสบปัญหาการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ การทดสอบแบบจำลองจำลองเต็มรูปแบบของกระบวนการเปลี่ยนผ่านของกังหันปั๊มแรงดันสูงของญี่ปุ่นดำเนินการในโรงงาน และปรากฏการณ์การแยกตัวของคอลัมน์น้ำได้รับการศึกษาในเชิงลึกเพื่อกำหนดระดับความสูงในการติดตั้งของกังหันปั๊ม ปัญหาที่ยากที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบน้ำคือความปลอดภัยของระบบ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นของตัวเรือนเกลียวและแรงดันลบของน้ำท้ายเขื่อนอยู่ภายในช่วงที่ปลอดภัยภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง และให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการทำงานของระบบไฮดรอลิกถึงระดับชั้นหนึ่ง ซึ่งส่งผลกระทบมากขึ้นต่อการเลือกความลึกในการจมอยู่ใต้น้ำ