Вибрация и динамическая устойчивость гидроагрегата

Воскресенье, 8 Ноябрь 2009, 14:39
Гидро, СШ ГЭС, Техн. версии
1843 смотр.
Нет комментариев

В работе рассматриваются физические процессы, происходящие в гидрогенераторах с реактивной турбиной. Анализируются механизмы неустойчивости, вызывающие кавитацию и повышенную вибрацию. Рассчитано на широкий круг специалистов.

Гидроэнергетика составляет весомую часть общей энергетической системы и относится к возобновляемым источникам энергии. Поэтому не удивительно, что в настоящее время происходит подъём общественного интереса к этой области техники.

Надёжность работы гидроэнергетического оборудования в значительной степени определяется его вибрационным состоянием. Повышенная вибрация, являясь объективным показателем имеющихся дефектов, приводит к ускоренному износу и выходу из строя ответственных элементов и узлов.

Поскольку вибрационный сигнал это сумма сигналов от всех элементов и узлов механизма, в ряде случаев по анализу вибрации можно определить и качественные изменения состояния оборудования.

Но в этом состоит и слабость такого анализа, поскольку выделить из вибрационного сигнала важные информативные компоненты — задача весьма непростая. Кроме хорошей аппаратуры, необходимо и понимание физических явлений, формирующих этот сигнал. Особенно это касается интерпретации гидромеханических процессов, происходящих при работе гидротурбины.

К сожалению, и до настоящего времени нет адекватного понимания этих процессов Традиционно, объяснением многих непонятных эффектов была турбулентность и кавитация [Л. 3-8].

Гидротурбина в основном рассматривалась как статический объект, рассчитанный на обеспечение максимального КПД преобразования. В литературе очень мало работ, посвящённых динамическому поведению гидроагрегатов.

В данной работе сделана попытка ликвидировать этот пробел и выработать подход, позволяющий объяснить многие гидромеханические эффекты, сопровождающиеся повышенной вибрацией и кавитацией. [Л. 3]. А также объяснить некоторые явления, общепризнанного объяснения которым пока ещё нет. Поэтому некоторые положения можно считать дискуссионными.

………………………………….

Выводы

Были рассмотрены физические процессы, происходящие в гидроагрегатах с реактивной турбиной. Проанализированы некоторые механизмы неустойчивости, способные вызывать повышенную вибрацию и кавитацию гидротурбин.

Проведённый анализ показал, что:

Существует ряд малоизученных процессов, снижающих динамическую устойчивостью гидроагрегата.
Благодаря этим процессам в гидроагрегате могут возникать автоколебания, сопровождающиеся сильной вибрацией и кавитацией.
Некоторые механизмы неустойчивости можно объяснить только с помощью волновой теории, корректно учитывающей взаимодействие между водоводом, проточной частью турбины и отсасывающей трубой.
В водоводах средненапорных и высоконапорных ГЭС может существовать система стоячих волн, обладающих большой энергией и существенно влияющих на работу гидротурбин.
В ряде случаев, наличие зон неустойчивой работы у РО турбин вызвано возникновением автоколебаний в системе водовод — гидроагрегат. Эти автоколебания обусловлены волновыми эффектами и недостаточной динамической жёсткостью НА.
Ликвидировать автоколебания и расширить рабочий диапазон мощности такого гидроагрегата можно путём модернизации НА.

Выводы, в основном, сделаны на основе теоретического анализа, требуют экспериментального подтверждения и подлежат дискуссионным обсуждениям.

Полный текст статьи тут