Như chúng ta đã biết, tổ máy phát điện tuabin nước là thành phần cơ khí cốt lõi và then chốt của nhà máy thủy điện. Do đó, việc đảm bảo hoạt động ổn định của toàn bộ tổ máy tuabin thủy lực là đặc biệt quan trọng. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của tổ máy tuabin thủy lực, đã tồn tại từ khi thiết kế toàn bộ tổ máy tuabin thủy lực.
Trong toàn bộ thiết kế của tổ máy tuabin thủy lực, ảnh hưởng của thiết kế thủy lực là nhỏ. Khi tổ máy tuabin nước hoạt động trong điều kiện bình thường, dòng nước tại cửa ra của tổ máy sẽ tiếp tục chảy ra, và dòng nước tại cửa ra của tổ máy sẽ không quay. Khi tuabin không ở trạng thái làm việc tối ưu, dòng chảy tại cửa ra của tổ máy sẽ dần dần hình thành dòng chảy tròn trong ống hút của tuabin. Khi tuabin chịu tải cục bộ 40 ~ 70% của cột nước thấp, dòng chảy tại cửa ra của tổ máy sẽ quay về phía trước và dần dần hình thành một dòng xoáy ruy băng, thậm chí sẽ gây ra rung động cho tổ máy tuabin.
Trong quá trình vận hành tua bin thủy lực, yếu tố quan trọng nhất gây ra rung động của cụm tua bin thủy lực là sự dao động áp suất của ống hút, và yếu tố này sẽ gây ra mối đe dọa đối với hoạt động bình thường của tua bin Francis. Ngoài ra, nếu chuỗi xoáy Karman được tạo ra ở đuôi dòng chảy xung quanh cánh máy bay, nó cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của tua bin thủy lực, vì nó sẽ dẫn đến rung động cưỡng bức của cánh quạt của tua bin thủy lực. Khi tần số của rung động cưỡng bức này hình thành mối quan hệ bội số với tần số rung động tự nhiên của cánh quạt, nó sẽ dẫn đến nứt cánh quạt của tua bin thủy lực, và thậm chí dẫn đến gãy cánh quạt.
Ngoài ra, còn có một yếu tố khác cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của tua bin, đó là yếu tố thủy lực. Nếu điều kiện hoạt động của cụm tua bin lệch khỏi điều kiện thiết kế của tua bin, hiện tượng tách dòng sẽ xảy ra ở cửa vào và cửa ra của cánh quạt. Do tần suất không ổn định của hiện tượng tách dòng nên mức độ gây hại cũng khác nhau. Mô hình thủy lực của tua bin thủy lực là nguồn điện của toàn bộ nhà máy thủy điện.
Thiết kế kết cấu, gia công và sản xuất tổ máy tua bin nước khoa học và hợp lý có thể cải thiện hiệu quả tính ổn định của hoạt động tua bin nước, các yếu tố chính ảnh hưởng đến thiết kế kết cấu và sản xuất của tổ máy như sau:
① Đối với các thành phần đường dẫn dòng chảy, khi áp suất dòng chảy trong đường dẫn dòng chảy tác động lên các thành phần đường dẫn dòng chảy, nó sẽ tạo ra ứng suất. Với sự gia tăng ứng suất, nó sẽ dẫn đến biến dạng đàn hồi của các thành phần. Ngoài ra, khi dòng chảy bị khuấy động, mỗi thành phần cũng sẽ tạo ra rung động. Khi tần số rung động của dòng nước giống với tần số tự nhiên của các thành phần, nó cũng sẽ tạo ra cộng hưởng, điều này không chỉ gây ô nhiễm tiếng ồn nghiêm trọng mà còn ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của tổ máy tuabin thủy lực. Đặc biệt đối với tổ máy tuabin nước có kích thước lớn và tốc độ thấp, tần số tự nhiên của nó rất gần với tần số thấp của thủy lực, vì vậy dễ bị ảnh hưởng bởi cộng hưởng.
② Ảnh hưởng của công nghệ gia công. Trong quá trình gia công và chế tạo tổ máy tua bin thủy lực, nếu quá trình gia công cánh không chính xác hoặc có lỗi trong quá trình hàn linh kiện, giá trị độ mở cửa vào và cửa ra của cánh sẽ tương đối không đồng đều, cuối cùng sẽ dẫn đến vấn đề rung động của động cơ tổ máy tua bin thủy lực.
③ Khi vòng mê cung được gia công, độ bầu dục lớn cũng sẽ dẫn đến vấn đề rung động của thiết bị.
Ngoài ra, chất lượng lắp đặt của tổ máy tuabin nước cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của tổ máy tuabin nước. Trong số các thành phần khác nhau của tổ máy tuabin thủy lực, nếu các ổ trục dẫn hướng không đồng tâm với nhau hoặc trục không chính xác, sẽ gây ra rung thủy lực và rung của các thành phần ổ trục.
Thời gian đăng: 22-09-2021
