Nestabilní provoz hydraulické turbíny vede k vibracím hydraulické turbíny. Pokud jsou vibrace hydraulické turbíny závažné, mají vážné následky a dokonce ovlivňují bezpečnost celého zařízení. Proto jsou opatření pro optimalizaci stability hydraulické turbíny velmi důležitá. Jaká optimalizační opatření existují?
1) Neustále optimalizovat hydraulický návrh vodní turbíny, zlepšovat její výkonnostní parametry a zajišťovat stabilní provoz vodní turbíny. Proto musí mít konstruktéři při samotném konstrukčním procesu nejen solidní odborné znalosti, ale také se snažit optimalizovat návrh v kombinaci s vlastními pracovními zkušenostmi.
V současné době se široce používá výpočetní dynamika tekutin (CFD) a modelové testy. Ve fázi návrhu musí konstruktér kombinovat své pracovní zkušenosti, používat CFD a modelové testy, neustále optimalizovat profil vodicí lopatky, profil oběžného kola a výtlačný kužel a snažit se rozumně řídit amplitudu kolísání tlaku v sací trubce. V současné době neexistuje na světě jednotný standard pro rozsah amplitudy kolísání tlaku v sací trubce. Obecně platí, že rychlost otáčení elektráren s vysokým tlakem je nízká a amplituda vibrací je malá, ale specifická rychlost elektráren s nízkým tlakem je vysoká a amplituda kolísání tlaku je relativně velká.
2) Posílit kontrolu kvality produktů vodních turbín a zlepšit úroveň údržby. Ve fázi návrhu hydraulické turbíny je posílení kontroly kvality produktů hydraulické turbíny také důležitým způsobem, jak zlepšit její provozní stabilitu. Proto by se v první řadě měla zlepšit tuhost částí průtokového kanálu hydraulické turbíny, aby se minimalizovala její deformace při hydraulickém působení. Kromě toho by měl konstruktér plně zvážit i možnost rezonance vlastní frekvence sací trubky a frekvence vírového pásu proudění a vlastní frekvence oběžného kola při nízkém zatížení.
Kromě toho by měla být přechodová část lopatky navržena vědecky. Pro lokální vyztužení kořene lopatky by měla být použita metoda konečných prvků ke snížení koncentrace napětí. Ve fázi výroby oběžného kola by měl být použit přísný výrobní proces a jako materiál by měla být použita nerezová ocel. Nakonec by měl být použit trojrozměrný software pro návrh modelování oběžného kola a řízení tloušťky lopatky. Po zpracování oběžného kola by se měla provést zkouška vyvážení, aby se zabránilo odchylkám hmotnosti a zlepšilo se vyvážení. Aby se lépe zajistila kvalita hydraulické turbíny, je třeba posílit její pozdější údržbu.
Toto jsou některá opatření pro optimalizaci stability hydraulické turbíny. Pro optimalizaci stability hydraulické turbíny bychom měli začít již ve fázi návrhu, kombinovat skutečnou situaci a pracovní zkušenosti a neustále optimalizovat a vylepšovat ji v modelovém testu. Jaká opatření navíc musíme přijmout pro optimalizaci stability v provozu? Pokračujeme v dalším článku.
Jak zlepšit a optimalizovat stabilitu používaných hydrogenerátorových jednotek.
Během používání vodní turbíny dochází k postupnému vzniku kavitace a oděru jejích lopatek, oběžného kola a dalších součástí. Proto je nutné vodní turbínu pravidelně detekovat a opravovat. V současné době je nejběžnější metodou opravy při údržbě hydraulických turbín opravné svařování. Při specifických opravných svařovacích pracích bychom měli vždy věnovat pozornost deformaci deformovaných součástí. Po dokončení opravných svařovacích prací bychom měli provést také nedestruktivní testování a povrch vyleštit do hladka.
Posílení každodenního řízení vodní elektrárny přispívá k zajištění normálního provozu hydraulické turbíny a ke zlepšení její provozní stability a efektivity práce.
① Provoz vodních turbín musí být řízen v přísném souladu s příslušnými národními předpisy. Vodní elektrárny mají obecně za úkol modulaci frekvence a odstraňování špiček v systému. V krátkodobém horizontu jsou provozní hodiny mimo garantovaný provozní rozsah v podstatě nevyhnutelné. V praxi by měly být provozní hodiny mimo provozní rozsah co nejvíce regulovány na přibližně 5 %.
② Za provozních podmínek vodní turbíny je třeba se co nejvíce vyhnout vibrační zóně. Francisova turbína má obecně jednu nebo dvě vibrační zóny, takže ve fázi spouštění a vypínání turbíny lze použít metodu křížení, aby se vibrační zóně co nejvíce zabránilo. Kromě toho by se při každodenním provozu vodní turbíny měl co nejvíce snížit počet spouštění a vypínání. Protože v procesu častého spouštění a vypínání se otáčky turbíny a tlak vody neustále mění, což je extrémně nepříznivé pro stabilitu jednotky.
③ V nové éře se věda a technika rychle rozvíjejí. V každodenním provozu vodních elektráren by se měly používat pokročilé detekční metody k monitorování provozního stavu vodních turbín v reálném čase, aby se zajistila stabilita provozu vodních turbín.
Toto jsou opatření k optimalizaci stability vodních generátorů. Při samotné implementaci optimalizačních opatření bychom měli vědecky a rozumně navrhnout optimalizační schéma podle naší konkrétní situace. Kromě toho je třeba během běžné generální opravy a údržby věnovat pozornost tomu, zda se nevyskytly problémy se statorem, rotorem a vodicím ložiskem vodní turbíny, aby se zabránilo vibracím vodní turbíny.
Čas zveřejnění: 24. září 2021
