Георгиев Л.А. Експлоатация на Водносиловите системи (болг. яз.)

Подождите немного. Документ загружается.

държа

по

възможност

постоянен,

тъй

като коефициентът

на

полезното

действие

на

генератора

се

изменя

неговия размер (фиг. 193).

Загубите

при

превръщането

на

механичната

енергия

електриче-

ска

се

установяват

чрез

измерване

на

излъчената топлина

от

лагерите

Фиг. 192. Измерване

мощността

на

клемите

на

генератора

чрез

два

ватметъра

—

патметри

; 2 —

трансформатори

на

тока

;

3 —

трансформатори

на на-

прежението

?л

С05

=0,1

25 50 75

100%

Фиг.

193

Криви

за

коефиииен-

та на

полезното действие

на

генератора

при

различни

стой-

ности

на

фактора

на

товара

С05

Ср

от

генератора.

За

целта

чрез термометри

се

определя

температурата

на

маслото

лагерите

и на

охлаждащата

го

вода,

както

дебитът

на

водата.

Изчислената

на

тази

основа

загуба

на

топлина

се

превръща

електрическа

мощност.

Загубите

от

топлинно излъчване

при

охлади-

теля

тръбите

могат

да се

приемат

средно

около

5% от

загубите

лагера. Коефициентът

на

полезното

действие

на

самия генератор

се

приемат

най-често

от

протоколите

за

заводското

му

изпитване.

Като пример

за

определяне

на

коефициента

нл

полезното действие

на

водна тур-

бина

ще се

дадат измерванията

при ВЕЦ

„Алеко".

Турбините

са тип

Франиис

вер-

тикална

ос и

работно

воано

количество

за

всяка една

от

тях. Изходено

е от

втората форм. (54)

за

У]

като водното количество

определяно

чре<

преливника

остър

ръб

(фиг. 194), разположени

долната вада

на

разстояние

54,50

т от

централата.

Долната вада

разделена

чрез

надлъжни стени

на 4

канала,

по

един

към

всяка смука-

телна

тръба

на

турбините. Нивото пред преливниците

измерено

водочет, съставен

от

подводящи

тръби

вертикален

цилиндър

плувак. Стойностите

са

отчитани

от

прикрепена

към

цилиндъра лата. Водното количество

изчислявано

по

формулата

д"

{<>,615(1

/>+16

1т*/8],

където

Ь е

ширината

на

преливника,

Н —

измерената преливна височина,

р —

височи-

Алексиев,

А.

Измерване коефициента

на

полезното действие

на

турбините

на

ВЕЦ

„Алеко".

Хидротехника

мелиорации, 1962,

№7,

стр. 210.

Експлоатация

на

водносиловите

системи

241

ната

на

преливника

—

земното

ускорение.

Водното количество

измервано

за 100

75 и 50 % от

мощността

при

клемите

на

генератора.

Работният

пад е

определян

манометър, монтиран

непосредствено

пред

спиралатз,

на

турбината

напорния тръбопровод (фиг. 195).

За

проверка

измервано

и с

пиезомет-

рична

уредба,

за

която

цел е

използуван

водопроводът

за

питейни

нужди

на

цешралата,

Фиг

194

Мерен

преливник

остър

пьб

при

доша

вада

на ВЕЦ

.Алеко"

о/11

т • 9

тпч

бпоя

тоъби

• 3 —

илувак

цилиндър

;

преливник

остър

ръб и

ширина

6=2,44

2-~ТрИ

броя

Фиг. 195. Схема

за

измерването

ня

коефициента

на

полезното действие

на

турбините

на

ВЕЦ

„Алеко", извършено

по

класическия

метод

1 —

дневен

изравнител

; 2 —

водна

кула

; 3

открит напорен

тръбопровод

; 4 —

подземен

напорен

тръбопровод

; 5 —

машинна

сграда

; 6 —

лолна

вада

; 7 —

преливник

остър

ръб ; 8 —

турбина

Францис

вертикална

ос ; 9 —

мерен профил

манометър

отклонение

на

пиезометъра

;

10 —

пиезо-

метър

; // —

градуирана

стъклена

тръба

минаващ

покрай

водната

кула.

От

него

направен извод

градуирана

стъклена

тръб:з,

прикрепена

към

външната страна

на

горната камера. Водно

ниво

във

водната кула

е от-

читано

плувачна

уредба,

а в

изравлителя

—

чрез

наличния

водочег.

Загубите

петовия

лагер

на

агрегата

са

определяни

термометри,

количеството

на

охлаждащата вода

— по

обемния

способ.

При

измерването

се

установява,

че

темпера-

242

турите

ка

маслото

лагера

и на

охладителната

вода

остават

приблизително постоянни,

т."

е.

загубите

не се

изменят

съществено

натоварването

на

агрегата.

По

този начин

се

установява,

че

охлаждащата вода отнема

от

лагера

190

Л/5

190

кЖ

Излъчването

на

топлина

охладителя

и в

тръбите

прието

к^,

така

че

общите

загуби възли-

зат

на 200

К\У,

от

които

100

за

генератора,

останалите—за

турбината. Мощността

/ а

6.10

Фиг.

Н)6.

Принципна

схема

на

тер-

Фиг. 197.

Числени стойности

за

корек-

мометркчпии

метод

за

определяне

ционния

коефициент

ос

на

коефициенти

на

полезното

дей-

с.'вие

на

турбините

напорен

тръбопровод

;

2 —

турбина

;

смук,т:елна

тр

ьба

; 4

—

долна

пада

;

горно

мерно

отклонение

;

6 —

долно

мерно

отклонение

те

па

генератора

показателите

за

неговата работа

са

установявани

ватмет-

ри,

ам

.ерметри,

волтмечри,

честотометри

косинусфимер.

Загубите

генератора

са

приети

от

протоколите

на

заводското изпитване.

На

фиг.

189 са

дадени резултатите

от

измерването.

От тях се

вижда,

че

действи-

телният

коефициечт

на

полезното

действие

па

турбините

е с

5,00—6,66%

по-нисък

от

-.тирания.

такива

случаи

заводът-производител

трябва

да

заплати предварително

;

договора

за

доставката

неустойка.

Коефициентът

на

полезното действие

на

турбините може

да се

установи

и по

затоплянето

на

водата,

която играе ролята

не

само

на

дви-

жеща сила,

но и на

охладител. Следователно,

ако се

измери разликата

температурата

на

водата

при

входа

изхода

на

турбината

(фиг.

196),

може

да се

определи загубената мощност

за

единица водно количест-

во.

Ако

едновременно

това

се

установи

работният

пад,

може

да

се

изчисли

коефициентът

на

полезното действие

на

турбината

от

след-

ната

зависимост:

-*.+

а~

"в

(61)

{Ьегтот&пяие

Ро1г5оп.

Рогиате.

Рие1с]ие5

аррНсаНопз

(1е

1а

НашПе

В1аиспе,

1951,

№1.

иЧИт,

Сатртав.

Мезиге

о!и

гепйетеп!

о!ез

ШгШпез

Ьу^гаиНциез

раг 1а

те!1юс1е

Ц-1егтоте1г1с]ие

Ро1Г5ОН.

—

Ьа

НогпИе

В1аисЬе,

1954, №4,5.

УаисЬег,

К.

ТЬегтоо!упат15сЬе

Ш1г1шп§5§гас1те551т§еп

ап

Ьус1гаиН5с1те

Ма5сЬ1пеп.

ЕзсЬег

№у58-МШеПип2еп,

1959, №2/3.

243

където

V е

средната скорост

на

водата;

р—абсолютното

налягане

центъра

на

профила;

—

специфичният

обем;

—

температурата

0,0ГС;

г —

котата

на

центъра

на

профила

- -

всички

изброени дотук

величини

се

отнасят

за

съответното мерно

сечение

(фиг.

196);

—

специфичната

топлина

при

постоянно

налягане;

а,

—

корекционни

коефициенти, зависещи

от

абсолютното

наля-

гане

Р!

на

водата

и от

температурата

мерния

про-

фил

преди турбината

(фиг.

197 и

198).

1.10

г2

-1.10

149щ/ст*

Фиг.

198.

Числени

стойности

за

корек-

ционния

коефици-

ент

Формулата

изведена

при

следните

предпоставки:

постоянен

режим

на

работа

на

централата

непроменящи

се

параметри

време-

то;

2) във

водата

не се

развиват

химични

биологични

процеси;

скоростта,

температурата

специфичното

тегло

на

водата

във

вход-

ното

изходното мерно

сечение

са

константни

по

време

на

изпитва-

нето,

разпределението

на

налягането

е по

хидростатичния закон;

вътрешната енергия

на

водата

функция

на

налягането

темпера-

турата

и е

пропорционално

на

масата.

Определянето

на

коефициента

на

полезното действие

по

термо-

метричния

метод

практически

се

заключава

измерване

на

температу-

рата

на

водата

във

входното

изходното мерно

сечение,

което сега

се

извършва

електросъпротивителни термометри

платинена

жич-

ка

(вж.

т. 8) или

чрез полупроводникови елементи

- -

термистори

Чувствителността

на

термометъра трябва

да

бъде

не

по-малка

от

0,0001°С,

тъй

като температурните разлики, които трябва

да се

уста-

новяват,

са

много малки. Едновременно

това трябва

да се

измерва

работният

пад при

мерните профили

по

описаните вече методи, както

водното количество,

от

което

се

определя средната скорост

V. Тъй

Божилов,

Я-

Определяне

коефициента

на

полезното

действие

на

водни

турбини

помощта

на

полупроводници

(термистори).

Електроенергия,

1961,

№5,

стр.

11.

244

като

скоростната височина

във

форм.

(61)

има

малко влияние

върху

крайния

резултат,

водното

количество

може

да се

установява

от

мощ-

ността

на

клемите

на

генератора

Л^

при

измерения работен

пад

/У

заводските

данни

за

коефициента

на

полезното действие

на

турбоге-

нераторния

агрегат

г)

.г)

от

зависимостта

Л^

:(9,81

Чт

//р)[т

/з].

(62)

Достойнството

на

термометричния

метод

се

заключава преди всич-

ко

неговата бързина

възможност

за

периодично

или

даже

непре-

Фиг.

199.

Измерване коефициента

на

полезното

действие

на

турбините

на

ВЕЦ

„Ариеруфтис"

(Алжир)

— по

термометричния

метод

; 2 — по

кла-

сическия

метод

хидрометрични крила

10000

20000

къснато

контролиране коефициента

на

полезното действие

на

турбина-

та.

Като

се

свърже

уредбата

за

дистанциионно измерване

на

работния

пад

термоизмервателния

блок,

може

да се

получи непрекъснат

за-

пис

при

всички възможни режими

на

работа.

Термометричният

метод

не

изисква продължителна намеса

работата

на

централата

прите-

жава точност, почти равна

на

тази

при

класическия

метод

(фиг. 199),

като необходимото време

за

измерването

сведено

до

минимум. Така

при

ВЕЦ

„Ражат"

за

термометричното определяне коефициента

на по-

лезното

действие

на

турбините,

включително

подготовката

за

измер-

ването,

са

били необходими

часа,

а по

класическия

метод

помощ-

та

на

преливници

хидрометрични крила

- - 3

дни.

Термометричният

метод

използуване

на

термистори

прилаган

успех

и у нас

при

определянето

на

коефициента

па

полезното действие

на

турбините

при ВЕЦ

„Батак"

(фиг.

200),

ВЕЦ

„Пещепа",

ВЕЦ

„Алеко"

и ВЕЦ

„Въча".

Проверката

на

резултатите

при

ВЕЦ

„Ачеко",

получени

но к

1асическия

термометричния метод, показват почти

пълно

съвпадение.

От

различни

заводи

(ЬапШз

Слг—

Швейцария,

51етепз

На1з1<е

Австрия)

са

конструирани

уреди

за

непрекъснато измерване коефи-

циента

на

полезното действие

на

турбините

нисък

среден

пад,

на-

речени

„капедомери".

Стойността

им

обаче

доста

висока,

монта-

Божилов,

Я.

пределяне коефициента

на

полезното действие

на

водни турбини

помощта

на

полупроводници (термистори).

—

Електроенергия,

1961,

№5,

стр.

11.

Вегпег.,

Е.

01е

Ъе{пеЬ8та[%е

Ваиегтеззипр;

о!ег

уегагЬе!г.ет.еп

Шаззегтеп^еп

№ес!ег-ипс1

МШеШгиск-КгаЙ^егкеп.

Маззег

ипо

Епег^аешйзспат!,

1956, №11.

ЗсМог^ег,

У.

Ье15{ин^5копт.го11е

Ша58ег1<гаг1:ап1а§еп

гш1

5]^гаНигЪтеп.

РйпЙе

№еШсгаШ«>п{егеп*,

Меп,

1956.

АЪ(еПип§

Н,

ВепсМ

Н/6.

245

жът им

твърде

сложен.

По-опростено

устройството,

изградено

на

основата

на

диференциалния манометър

(фиг.

201), който чрез подхо-

дящо тарирана допълнителна

"скала

(фиг. 202) може

да се

използува

•У

бд

д!

Чт

/У-

/х

^?*

2ъ

•^

436739

—•

Фиг.

200. Измерване

к.п.д

ня

Пелтон-турбината

на ВЕЦ

„Ба-

так"

максимална

инсталирана

мощност

11,3

при

работен

пад

375 т

—

гарантирана крива

от

завода

„Фойт"

; 2 и 3 —

измерени максимал-

ни

минимални стойности

по

термо-

метричния

метод

Фиг.

201.

Схема

на

П-образен

дифе-

ренциален

манометър-водомер

—

поплуваков

съд ;

2—

1)-обоазна

тръба

;

—

разширение

на

тръбата

; 4 —

живак

или

друга

подходяща

течност

;

5 —

плувак

; 6 —

зъбна

предавка

; 7 —

циферблат

; 8 —

тръба,

свързана

горния

край

на

турбинната

спи-

рална камера

;

9—Тръба,

свързана

турбин-

ната

спирална камера

при

хоризонталния

лиаметър

Фиг. 202.

Използуване

на

диференциалния

манометър-водомер

като

„капедомер"

а-схема

на

свързване

;

б-детайл

на

циферблата

;

/-тур5инна

спирала

;

2-тръби

;'5-

диференциален

манометър-водомер

;

4—отдушник

за^отчитане

на

процентното снижение

на

коефициента

на

полезното

действие

по

отношение

на

максимално възможния

при

дадения рабо-

тен

пад и

водно

количество.

Чернятин,

И. А.

Зксплуатационний

контроль

к. п. д.

агрегатов

на

гидростан-

циях.

Известия ВНИИГ, 1960,

т. 66,

стр. 127.

246

б.

Корозия

на

турбината

вследствие

на

химични

примеси

във

водата

Замърсеността

на

водата

промишлени отпадъци,

което

напоследък

все

по-често

явление, може

да

предизвика

интензивна

химична

коро-

зия

на

металните части

на

турбината.

резултат коефициентът

на по-

лезното

действие намалява

и се

реализират загуби

от

непроизведена

електроенергия. Така работното колело

на

Пелтон-турбината

при

една

водна

електрическа централа

Боливия,

което

работило

със

силно

агресивни

води,

било разядено

извадено

от

е<сплоатация

само

за

няколко

месеца.

Борбата

химичната корозия

при

движещите

се

части

на

турби-

ната

се

води трудно. Сравнително

добри

резултати

са

постигнати

покрития

от

синтетични органични

смоли,

които трябва

да се

подно-

вяват

периодично.

Ако

тези антикорозионни средства

не

дават резул-

тат,

кат

крайна

мярка може

да

о-;

наложи

подменяването

на

движе-

щите

се

части

на

турбината

такива

от

корозионноустойчива

стомана

или

друга подходяща сплав.

в.

Ерозия

на

турбината

вследствие

на

плаващи

наноси

Ерозията

при

турбините

резултат

от

триенето

ударното дейст-

вие

на

по-твърдите

наносни

частици,

носени

от

работната вода

(фиг.

203).

Изследванията

показват

че

размерът

на

изтриването

право

пропор-

Фиг. 203. Ерозии

при

дюзата

на

Пел-

тон

-турбина

—

игла

за

регулиране

на

притока

на

сода

към

турбината

(п две

различни

положени-))

;

тиърдосплавна

чаша

за

отклоняване

на

водната струя

; 3 —

твърдоснлавен

пръстен

;

4—ерозия

на

иглата вследствие

на

триене

го и

удара

на

напоените

частици

; .7

епозия

на

иглата

вследствие

па

триенето

на

напоените

частици

З 4

ционален

на

времето, през което действува

напоената

суспензия върху

леталната

повърхност,

също

така

на

мътността

скоростта

на

вод-

ното течение

трета

степен.

Тъй

като скоростта

на

водата зависи

Дульнев,

В.

Ворьба

абрззивинм

износом

Гидротурбин.

Известия ВНИИГ.

1960,

т.

66,

стр. 135.

247

преди всичко

от

размера

на

пада,

то

високонапорните

турбини

стра-

дат

много повече

от

ерозия, отколкото ниско-

среднонапорните.

Из-

триването зависи

и от

диаметъра, формата

твърдостта

на

напоените

частици,

както

и от

качествата

на

метала,

от

който

изготвена тур-

бината.

Фиг.

204. Ерозиран

връх

на

игла

към

Пелтон-турбина

Най-силна

оглед

на

това

ерозията

при

турбините Пелтон.

На

интензивно

изтриване

при тях са

подложени частите

на

дюзата

и ло-

патките

на

работното колело. Иглата, регулираща притока

на

вода

към

турбината (фиг. 203),

се

разрушава

на

върха

(фиг.

204), докато

при

лопатките

се

развива вълнообразна ерозия (фиг. 205)

резултат

на

разделянето

на

водната струя

на две

части. Разделителната стена

от

своя страна изпитва предимно ударното действие

на

напоените

частици.

При

турбините Францис най-силно

се

изтриват пръстените

и ло-

патките

на

насочвателния апарат. Работното колело

също

изложено

на

ишензивна

ерозия (фиг. 206).

При

него

са

наблюдавани

след

крат-

ко

време улеи

от

изтриване

дълбочина

2—3

тгп,

а при

по-продъл-

жителна работа

- - и

пълно прояждане

на

лопатките

му.

Турбините Каплан

са

изложени най-малко

на

ерозия,

тъй

като

поради

ниския

работен

пад

водното течение

има

сравнително малки

скорости. Изтриване

се

наблюдава предимно

по

обиколката

на

работ-

ното колело

и по

обратната страна

на

лопатките

му.

Известна

представа

за

отражението

на

ерозията

върху работата

на

турбините

мо-

же ла се

получи

от

изследванията

при

ЬЕЦ

„Баксан"

(СССР).

В нея са

монтирани

три

агрегата

турбини Францис, изготвени

въглеродна

сюмана,

обща мощност

от

МШ,

работен

пад 90 т и

водно

количество

/5.

От

данните,

систематизирани

248

Фиг.

205.

Ерозирана лопатка

па

Пелтон-турбина

Фиг.

20о.

Ерозирано

работно

колело

на

Францис-турбипа

Фиг.

207.

Намаляване коефициента

на

пол.зното

действие

на

Францис-турби-

ните

при ВЕЦ

„Бак-ан"

(СССР)

във

функция

от

преминалото количество

твърди

напоени

частици

ЗП

ЪО

50 60 70 80

249

следващите

таблици,

графиките

на

фиг.

207 се

вижда

съществено

понижаване

на

кое-

фициента

на

полезното действие

на

турбините

след преминаването

на

определено

ко-

личество

наноси

със

сравнително

малки

размери,

но

голяма твърдост.

конкретния

случай

турбините трябва

да се

ремонтирит

след около

5000

работни часа,

което

вре-

ме

през

тях

премииави

около

60000

тона

наноси

със

среден диаметър

0,03

тгп.

Таблица

Характеристика

на

наносите

при ВЕЦ

„Баксан"

Фракции

т т

0,01

0,01—0,05

0,05—0.10

0,10-0,25

0,25—0,50

0,50

>0,50

Процентно

съдържание

напоената

смес

общо

53,56

27,50

15,10

3,67

0,17

—

0,03

на

зърна

твърдост

над

5,0

по

скалата

на

Моос

24,00

30,50

42,30

42,20

—

полски

шпат

20,50

9.30

20,50

21,20

—

други

твърди

минерали

42,50

56,00

26,90

20,10

—

общо

твърди

минерали

/,00

95,80

89,70

83,50

—

;

ица

Влияние

на

ерозията

върху

к. п. д. на

турбината

Агрегат

№

Работни

часове

на

турбината

54^8

6500

5018

6154

5839

Преминало

при

работните

часове количество наноси

Л1#

68 500

80 000

61000

67000

500

Коефициент

на

полезно действие

на

турбината

в %

преди

ремонта

84,5

78,2

82,0

80,0

след ремонта

89,5

84,1

86,0

90,8

86,5

Мероприятията срещу ерозията

кавитацията

при

турбините

са в

много случаи общи

и по

тази

причина

ще

бъдат

разгледани

следва-

щата точка. Освен това борбата

се

води

чрез подменяване

на

износ-

ващите

се

части,

където

това

възможно

или

предварително предви-

дено,

устойчиви

на

наносната

ерозия

метални

сплави. Така

от

про-

Дульнев,

В. Б.

Борьба

абразмвньш

износом

гидротурбин.

—

Известия

ВНИИГ

1960,

т. 66,

стр. 135.

250