Chiều cao hút đơn vị của nhà máy điện tích năng sẽ có tác động trực tiếp đến hệ thống chuyển hướng và bố trí nhà máy điện của nhà máy điện, và yêu cầu về độ sâu đào nông có thể làm giảm chi phí xây dựng dân dụng tương ứng của nhà máy điện; Tuy nhiên, nó cũng sẽ làm tăng nguy cơ xâm thực trong quá trình vận hành máy bơm, vì vậy độ chính xác của ước tính độ cao trong quá trình lắp đặt ban đầu của nhà máy điện là rất quan trọng. Trong quá trình ứng dụng ban đầu của tua bin bơm, người ta thấy rằng hiện tượng xâm thực đường ống dẫn trong điều kiện vận hành bơm nghiêm trọng hơn so với điều kiện vận hành tua bin. Trong thiết kế, người ta thường tin rằng nếu có thể đáp ứng được hiện tượng xâm thực trong điều kiện làm việc của bơm thì cũng có thể đáp ứng được điều kiện làm việc của tua bin.
Việc lựa chọn chiều cao hút của tuabin bơm dòng hỗn hợp chủ yếu dựa trên hai nguyên tắc:
Thứ nhất, phải tiến hành theo điều kiện không có hiện tượng xâm thực trong điều kiện làm việc của máy bơm nước; Thứ hai, không được xảy ra hiện tượng tách cột nước trong toàn bộ hệ thống dẫn nước trong quá trình chuyển tiếp loại bỏ tải đơn vị.
Nhìn chung, tốc độ riêng tỷ lệ thuận với hệ số xâm thực của ống dẫn. Khi tốc độ riêng tăng, hệ số xâm thực của ống dẫn cũng tăng, hiệu suất xâm thực giảm. Kết hợp với giá trị tính toán theo kinh nghiệm của chiều cao hút và giá trị tính toán của độ chân không ống hút trong điều kiện quá trình chuyển tiếp nguy hiểm nhất, và tính đến việc trên tiền đề tiết kiệm đào đất dân dụng tối đa, đơn vị có đủ độ sâu ngập nước để đảm bảo vận hành an toàn và ổn định của đơn vị.
Độ sâu ngập của tua bin bơm cột nước cao được xác định theo sự vắng mặt của hiện tượng xâm thực của tua bin bơm và sự vắng mặt của sự tách cột nước trong ống hút trong các quá trình biến đổi đột ngột khác nhau. Độ sâu ngập của tua bin bơm trong các nhà máy thủy điện tích năng rất lớn, do đó độ cao lắp đặt các tổ máy thấp. Chiều cao hút của các tổ máy cột nước cao được sử dụng trong các nhà máy điện đã đưa vào vận hành tại Trung Quốc, chẳng hạn như Hồ Xilong, là -75m, trong khi chiều cao hút của hầu hết các nhà máy điện có cột nước 400-500m là khoảng -70 đến -80m, và chiều cao hút của cột nước 700m là khoảng -100m.
Trong quá trình loại bỏ tải của tua bin bơm, hiệu ứng búa nước làm cho áp suất trung bình của đoạn ống hút giảm đáng kể. Với sự gia tăng nhanh chóng của tốc độ ống dẫn trong quá trình chuyển đổi loại bỏ tải, một dòng nước quay mạnh xuất hiện bên ngoài đoạn ống dẫn ra, làm cho áp suất trung tâm của đoạn thấp hơn áp suất bên ngoài. Mặc dù áp suất trung bình của đoạn vẫn lớn hơn áp suất bốc hơi của nước, nhưng áp suất cục bộ của tâm có thể thấp hơn áp suất bốc hơi của nước, gây ra hiện tượng tách cột nước. Trong phân tích số của quá trình chuyển đổi tua bin bơm, chỉ có thể đưa ra áp suất trung bình của từng đoạn ống. Chỉ thông qua thử nghiệm mô phỏng đầy đủ của quá trình chuyển đổi loại bỏ tải, thì mới có thể xác định được độ giảm áp suất cục bộ để tránh hiện tượng tách cột nước trong ống hút.
Độ sâu ngập của tua bin bơm cột nước cao không chỉ đáp ứng yêu cầu chống xói mòn mà còn đảm bảo ống hút không bị tách cột nước trong quá trình chuyển đổi khác nhau. Tua bin bơm cột nước siêu cao áp dụng độ sâu ngập lớn để tránh tách cột nước trong quá trình chuyển đổi và đảm bảo an toàn cho hệ thống dẫn nước và các đơn vị của nhà máy điện. Ví dụ, độ sâu ngập tối thiểu của Nhà máy điện tích trữ bơm Geyechuan là – 98m, và độ sâu ngập tối thiểu của Nhà máy điện tích trữ bơm Shenliuchuan là – 104m. Nhà máy điện tích trữ bơm Jixi trong nước là – 85m, Dunhua là – 94m, Changlongshan là – 94m và Yangjiang là – 100m
Đối với cùng một tuabin bơm, càng xa khỏi điều kiện làm việc tối ưu thì cường độ xâm thực càng lớn. Trong điều kiện làm việc có lực nâng cao và lưu lượng nhỏ, hầu hết các đường dòng chảy đều có góc tấn dương lớn và xâm thực dễ xảy ra ở vùng áp suất âm của bề mặt hút cánh; Trong điều kiện lực nâng thấp và lưu lượng lớn, góc tấn âm của bề mặt áp suất cánh lớn, dễ gây ra sự tách dòng, do đó dẫn đến xói mòn xâm thực của bề mặt áp suất cánh. Nhìn chung, hệ số xâm thực tương đối lớn đối với nhà máy điện có phạm vi thay đổi cột áp lớn và độ cao lắp đặt thấp hơn có thể đáp ứng yêu cầu không xảy ra xâm thực trong quá trình vận hành ở điều kiện lực nâng thấp và lực nâng cao. Do đó, nếu cột nước thay đổi lớn, chiều cao hút sẽ tăng theo để đáp ứng các điều kiện. Ví dụ, độ sâu ngập của QX là – 66m và MX-68m. Do sự thay đổi của cột nước MX lớn hơn nên việc thực hiện điều chỉnh và đảm bảo MX khó khăn hơn.
Có báo cáo rằng một số nhà máy điện tích năng nước ngoài đã trải qua hiện tượng tách cột nước. Đã tiến hành thử nghiệm mô hình mô phỏng đầy đủ về quá trình chuyển đổi của tua bin bơm cột nước cao của Nhật Bản tại nhà sản xuất và nghiên cứu sâu về hiện tượng tách cột nước để xác định độ cao lắp đặt của tua bin bơm. Vấn đề khó khăn nhất đối với các nhà máy điện tích năng là tính an toàn của hệ thống. Cần phải đảm bảo rằng áp suất vỏ xoắn ốc tăng và áp suất âm của nước đuôi nằm trong phạm vi an toàn trong điều kiện làm việc khắc nghiệt và đảm bảo hiệu suất thủy lực đạt đến mức hạng nhất, có tác động lớn hơn đến việc lựa chọn độ sâu ngập nước.
Thời gian đăng: 23-11-2022
