Головна сторінка Випадкова сторінка
КАТЕГОРІЇ:
АвтомобіліБіологіяБудівництвоВідпочинок і туризмГеографіяДім і садЕкологіяЕкономікаЕлектронікаІноземні мовиІнформатикаІншеІсторіяКультураЛітератураМатематикаМедицинаМеталлургіяМеханікаОсвітаОхорона праціПедагогікаПолітикаПравоПсихологіяРелігіяСоціологіяСпортФізикаФілософіяФінансиХімія
Квотування.
Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 649
|
|
Мощность гидротурбин на ГЭС регулируется изменением расхода; поэтому на различных режимах работы кавитационный коэффициент σТ и допустимая высота отсасывания HSтурбины меняются. Обычно σТ растет с увеличением расхода, а HS уменьшается.
В свою очередь, изменение расхода через гидротурбины приводит к колебанию отметок верхнего и нижнего бьефов и напора на станции. При увеличении расхода нижний бьеф повышается, при этом фактическая высота отсасывания турбины уменьшается (рис. 2.6), а σУ увеличивается.
Q ↑ → ННБ ↑ → НSФ ↓ → σУ ↑
При всех возможных режимах эксплуатации гидротурбины на ГЭС ее фактическая высота отсасывания НSФ должна быть меньше (или равна) допустимой величине НSД.
Допустимая высота отсасывания натурной турбины(расчетная) подсчитывается для различных режимов работы на основании данных кавитационных испытаний подобной модели:
, м. (3.1)
где: НАТМ — величина атмосферного давления (при нормальных условиях НАТМ = 10,33 м вод. ст., 101,3 кПа);
σМ — кавитационный коэффициент подобной модели на рассматриваемом режиме работы;
Δσ =σТ - σМ — поправка на отличие σТ от σМ на изогональных (кинематически подобных) режимах работы турбины и модели (рис.3.1);
Н — напор турбины на данном режиме работы, м вод. ст.;
HВП — давление парообразования потока, зависящее от температуры и газосодержания воды, м вод. ст.;
— поправка на высотное расположение ГЭС по отношению к уровню моря, м.
Поправка Δσ =σТ - σМ представляет собою разность кавитационных коэффициентов натурной турбины и модели на изогональном режиме работы. Ее величина зависит от напора турбины (рис. 3.1).
Рисунок 3.1 Поправка к кавитационному коэффициенту Δσ=f(Н).
Необходимость принятия Δσ обусловлена следующими соображениями. Физический смысл этой поправки в том, что даже при полном обеспечении геометрического подобия величина σТ на изогональных режимах работы больше σМ, что вызвано меньшими относительными гидравлическими потерями натурной турбины и ее большим динамическим вакуумом. Кроме того, при изготовлении проточной части натурной гидротурбины, особенно рабочего колеса, возможны некоторые отступления от чертежных (расчетных) размеров, которые ведут к ухудшению ее энергетических и кавитационных характеристик.
При расчетах допустимой высоты отсасывания НSД по (3.1) расчетный коэффициент кавитации турбины σТ определяют по критическому значению σКР, (которое определяется по результатам испытаний модели на кавитационном стенде) с введением коэффициента запаса kσ, который принимается равным (1,1 ÷ 1,2) и выражение для расчетного коэффициента кавитации турбины:
σТ = kσ ∙σКР (3.2)
тогда 
Способы отсчета высоты отсасывания НSД, определяемой по (3.1) — расчетной, для различных турбин показаны на (рис. 3.2).
В вертикальных радиально-осевых и диагональных турбинах НSД отсчитывается от нижней кромки направляющего аппарата; в вертикальных поворотно-лопастных осевых турбинах — от оси поворота лопастей рабочего колеса; в горизонтальных турбинах — от верхней точки рабочего колеса.
Рисунок 3.2. Отсчет высоты отсасывания Hs в различных турбинах
Согласно ранее действовавших ГОСТ, установочная (конструктивная) высота отсасывания НSГ для вертикальных турбин отсчитывается от средней линии направляющего аппарата и составляет:
для РО и Д турбин: НSГ = НS + 0,5b0
для ПЛ турбин: НSГ = НS + h1
где h1 - расстояние от плоскости проходящей через середину высоты НА до осей поворота лопастей рабочего колеса. Для турбин обычной конструкции равно h1 = (0,41 ÷ 0,46)D1
а для ПЛГ турбин отсчитывается от оси вращения рабочего колеса и составляет: НSГ = НS - 0,5D1
Нужно обратить внимание на то, что расчетное значение НSД по (3.1) не зависит от размеров турбины, в то время как НSГ изменяется с D1.
Для каждого режима работы (связанного с сезонным изменением напора) по формуле (3.1) определяют НSД и алгебраически суммируют ее с отметкой нижнего бьефа, соответствующей данным условиям.
Минимальная величина zНБ + НSД определяет отметку установки гидротурбины на ГЭС.
Положение турбины по отношению к самой низкой отметке нижнего бьефа должно быть таким, при котором обязательно выполняется условие σТ < σУ. Если при минимальной отметке нижнего бьефа в рабочем колесе отсутствует кавитация, абсолютное давление в потоке больше давления парообразования; то при всех других более высоких уровнях нижнего бьефа давление в потоке через рабочее колесо будет наверняка больше критического.
Подобный анализ проводят для следующих случаев работы турбины на ГЭС:
· работа минимального числа агрегатов при их полной нагрузке и расчетном напоре;
· работа минимального числа агрегатов при их полной нагрузке и максимальном напоре;
· минимальная нагрузка на агрегаты при минимальном напоре.
Из рассмотренных режимов работы определяющим положение гидротурбины по отношению к нижнему бьефу является режим, при котором величина zНБ + НSД минимальна. Вычисленная минимальная отметка турбины указывается на строительных чертежах и обеспечивается при бетонировании ее закладных частей на ГЭС.
При обеспечении расчетной высоты отсасывания турбины развитая кавитация в турбине отсутствует, хотя ее начальная форма может иметь место. Для того чтобы в проточной части турбины отсутствовала начальная стадия кавитации, потребовались бы экономически неприемлемые высоты отсасывания (заглубление турбины под нижний бьеф), а это привело бы к неоправданному удорожанию строительства ГЭС.
Пример3.1. Определить допустимую высоту отсасывания Hs для турбины с напором Н = 60 м при отметке нижнего бьефа 360 м, если по характеристике σ = 0,1.
Решение. Задаемся коэффициентом запаса kσ = 1,15.
Тогда по (3.2)
σТ = 1,15 ∙ 0,1 = 0,115.
По (3.1) вычисляем:
НSД ≈ 10,3 - 360 / 900 - 0,115 ∙ 60 = 3,0 м.
Турбину можно установить на 3,0 м выше отметки нижнего бьефа.
Пример3.2. Какова будет допустимая высота отсасывания, если для условий примера 3.1 применить другую турбину, у которой σ= 0,2. Решен и е. При том же коэффициенте запаса kσ = 1,15 по (3.2)
σТ = 1,15 ∙ 0,2 = 0,23.
По (3.1) вычисляем:
НSД ≈ 10,3 - 360 / 900 - 0,23 ∙ 60 = - 3,9 м.
Турбину придется установить так, чтобы она была заглублена под уровень нижнего бьефа на 3,9 м.
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Джерела ГП. | | | F. їх правосуб'єктність допускає процесуальне правонаступництво. |