Выбор системы турбины и типа рабочего колеса.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 26Следующая ⇒

№ п/п

a

Н

n

Рис. 14. Схема гидротурбинного стенда

1 – насос; 2 – верхний лоток; 3 – бак верхнего бьефу; 4 – турбина; 5 – тормозной прибор; 6 – поплавковые манометры; 7 – сливной лоток; 8 – водослив

Целью кавитационных испытаний модели является определение значений критических кавитационных коэффициентов гидротурбины, которые характеризует начало срыва мощности, при разных режимах ее работы.

Испытания проводятся при постоянном напоре, приблизительно 4 30м. Перед испытаниями вода в стенде деаэрируется до общего содержания воздуха в пределах 0,8 …1%.

Для получения рабочих (срывных) кавитационных зависимостей с начала устанавливается режим без кавитации. Потом последовательно снижается величина давления в баке нижнего бьефа, что аналогично изменено , и соответственно уменьшается коэффициент кавитации модельной установки до достижения условий, развитой кавитации, что характеризуются падением КПД больше 1%. При этом поддерживается постоянство приведенной частоты вращения и напора модели. В каждое фиксированной точке измеряются и рассчитываются энергетические параметры и коэффициент кавитации .

Результаты испытаний представляются графическими зависимостями , , , на которых отмечается критическое значение коэффициента кавитации. Полученные значения  наносятся на зависимости  при .

Рассекая кривые  горизонтальными линиями для каждого значения  определяют величины  и  и переносят их на поле универсальной характеристики. Соединяя точки равных значений , строят изолинии в поле универсальной характеристики.

Пульсационные испытания.

Пульсационные испытания выполняются с целью определения амплитуд и частот пульсаций давления по всему диапазону режимов работы ГЭС. Они проводятся при напоре, принятом для энергетических испытаний, кавитационом коэффициенте установки, равному , в точках, рекомендованных Кодом МЭК – на входе спиральной камеры и в конусе отсасывающей трубы.

Для определения суммарной относительной величины пульсаций давления потока на полученных спектрограммах выделяются характерные, обусловленные рабочим процессом гидротурбины, пики давления, которые подытоживаются и пересчитываются в проценты от напора:

Выбор системыгидротурбины и типа рабочего колеса обусловлен максимальным напором на ГЭС; допустимой высотой отсасывания; условиями эксплуатации, зависимыми от графика нагрузки и характерными диапазонами колебания мощности и напора; компоновкой гидротехнических сооружений ГЭС и здания; содержанием и составом воды и др.

 Так, напримерв диапазоне напоров H=30  80м возможно применение радиально-осевых, диагональных и осевых поворотно-лопастных гидротурбин. Если на ГЭС имеют место значительные колебания напора и нагрузки, установка поворотно-лопастных гидротурбин, как правило, оказывается более экономичной. При этом необходимо, чтобы стоимость дополнительного изготовления электроэнергии за счет увеличения средневзвешенного КПД поворотно-лопастных турбин была больше добавочной стоимости турбинного оборудования и строительных работ по сооружению здания станции.

При сдвиге зоны работы турбины вверх по универсальной характеристики КПД турбины снижается, но увеличивается число оборотов, которое дает уменьшение стоимости генератора. Сдвиг зоны вниз от области самых больших КПД, кроме снижения КПД, дает уменьшение числа оборотов и подорожание генератора. Поэтому смещение зоны вниз на универсальной характеристике допускается лишь в особых случаях. Например, когда ГЭС должная продолжительное время работать при сниженных напорах в период пуска ее агрегатов и наполнения водохранилища.

В процессе развития отечественного гидротурбостроения был разработан целый ряд гидротурбин с высокими технико-экономическими показателями.

Рассчитано и испробовано большое количество рабочих колес, спиральных камер, направляющих аппаратов и отсасывающих труб разных типов для турбин, при самых разных напорах.

С целью внесения единства в изготовленные проточные части гидротурбин, была разработана общая номенклатура, создание которой значительно облегчает выбор нужного типа и позволяет быстро освоить и использовать опыт накопленный раньше.

В номенклатуре принятые следующие условные обозначения более всего характерных признаков гидротурбин:

   РО - радиально-осевое рабочее колеса;

   ПЛ - поворотно-лопастное рабочее колесо;

   ПР - пропеллерное рабочее колесо;

   ДПЛ - диагональное рабочее колесо;

   К - ковшовое рабочее колесо;

   В - с вертикальным расположением вала;

   ГК - с горизонтальным турбоагрегатом капсульного типа.

В номенклатурном обозначении также указывается величина напора, номер присвоенны данному типу рабочего колеса, и его диаметр Д  в сантиметрах.

При принятых обозначениях каждая установка может быть написана шифром, например:

ПЛ 40/ В-850

что означает, поворотно-лопастная турбина на напоры до 40м, с рабочим колесом типа ПЛ40, вертикальным валом, который имеет диаметр рабочего колеса 850см.

Создание номенклатуры позволило заводам-изготовителям разработать конструкции отдельных узлов, например направляющих аппаратов, подшипников и других узлов, провести унификацию и нормализацию гидротурбин .

Выбор основных параметров турбин обычно делается по заданным – мощностям, напорам и отметкам нижнего и верхнего уровней воды. При колебаниях напора параметры гидротурбины выбираются по расчетному напору. Данные турбины N, , ,  устанавливаются проектно-исследовательскими организациями, которые проектируют гидроэлектростанции. Исходными материалами для выбора основных параметров турбин относительно заданных условий их работы служат универсальные характеристики, полученные при испытании моделей номенклатурных рабочих колес.

Руководствуясь заданным напором , избирают системы турбины и тип ее рабочего колеса. Иногда бывает, что при заданных напорах могут быть примененные две системы турбины (ПЛ или РО). В этом случае делают технико-экономические расчеты, учитывают характер энергосистемы, в которой будет работать турбина, с базовым или пиковым нагрузкам.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров