Первичный отбор ГЭС и ГАЭС с радиально-осевыми турбинами в группу риска по гидроакустической устойчивости
|
| Ю.И.Лобановский |
|
| 1.
Рассчитываем критерий оптимальности выбора типа турбины |
 |
| где νr – частота вращения
ротора турбины в герцах, W – мощность гидроагрегата в мегаваттах, h –
напор на рабочем режиме в метрах. Частота νr определяется следующим
образом: |
 |
| где n – число оборотов в минуту. |
|
| 2.
Рассчитываем частоту затурбинного вихря |
 |
| где νv – искомая вихревая
частота, νr – частота вращения ротора турбины, параметры с индексом *
определяются так, как описано ниже. |
|
| Если 30 < ξ < 50,
то |
 |
Если 50 < ξ < 70,
то
|
 |
|
Если получилось другое значение
ξ, то переходим к пункту 7.
|
|
3.
Вычисляем полную длину водовода гидроагрегата:
|
 |
| где L1 – длина напорного
водовода в метрах, L2 – длина отсасывающей трубы в метрах. Если имеются
еще какие-то участки водовода, называемые, например, заборной трубой
или переходным участком к спиральной камере, то все они включаются в
полную длину напорного водовода L1, которая равна расстоянию от того
места, где располагается его входное сечение на границе с
водохранилищем, непосредственно до турбины. |
|
| 4.
Выбираем значение расчетного параметра κ: |
 |
где η – коэффициент полезного действия
гидроагрегата на рабочем режиме. Если оцениваемый гидроагрегат – это
агрегат гидроаккумулирующей станции (ГАЭС), то параметр κ определяется
как на насосном, так и на турбинном режимах.
|
|
5.
В таблице, представленной ниже, в зависимости от параметра κ приведены
полученные в результате решения соответствующих уравнений частоты
собственных колебаний четырех так называемых стандартных водоводов на
четырех колебательных модах:
|
| N |
κ |
Мода
1 |
Мода
2 |
Мода
3 |
Мода
4 |
| L1* =
240 м |
L1* =
640 м |
L1* =
1000 м |
L1* =
1370 м |
| L2* =
30 м |
L2* =
45 м |
| ν1 |
ν2 |
ν3 |
ν4 |
|
|
| 1 |
0.000 |
1.400 |
1.583 |
1.688 |
1.725 |
| 2 |
0.020 |
1.491 |
1.611 |
1.699 |
1.733 |
| 3 |
0.040 |
1.566 |
1.639 |
1.710 |
1.741 |
| 4 |
0.060 |
1.633 |
1.665 |
1.721 |
1.749 |
| 5 |
0.080 |
1.693 |
1.690 |
1.732 |
1.757 |
| 6 |
0.100 |
1.748 |
1.713 |
1.743 |
1.764 |
| 7 |
0.120 |
1.798 |
1.734 |
1.753 |
1.771 |
| 8 |
0.140 |
1.844 |
1.754 |
1.762 |
1.778 |
| 9 |
0.160 |
1.886 |
1.772 |
1.771 |
1.785 |
| 10 |
0.180 |
1.924 |
1.788 |
1.780 |
1.792 |
| 11 |
0.200 |
1.960 |
1.804 |
1.789 |
1.798 |
| 12 |
0.220 |
1.994 |
1.818 |
1.797 |
1.804 |
| 13 |
0.240 |
2.025 |
1.831 |
1.804 |
1.810 |
| 14 |
0.260 |
2.053 |
1.844 |
1.812 |
1.815 |
| 15 |
0.280 |
2.080 |
1.855 |
1.819 |
1.820 |
| 16 |
0.300 |
2.105 |
1.866 |
1.825 |
1.825 |
|
|
| 5.1
Если полная длина водовода станции L отличается не более, чем на 50 %
от полной длины водоводов из таблицы L* = L1*
+ L2*, а длина отсасывающей
трубы станции отличается от данных таблицы не более чем вдвое, то с ее
помощью или с помощью графика
|
 |
(где линии мод на вертикальной
оси κ = 0 последовательно растут от первой до четвертой, а их наклоны,
соответственно, падают, см. таблицу) пересчитываем собственную частоту
колебаний водовода станции с частоты стандартного водовода с помощью
формулы
|
 |
где νe – частота оцениваемого
водовода, L* – длина соответствующего стандартного водовода из таблицы
или графика, νN* – частота его моды N = 1, 2…, L – длина интересующего
нас водовода.
|
Если полная длина водовода станции L
отличается более чем на 50 % от полной водоводов из таблицы L* или
длина отсасывающей трубы станции отличается от данных таблицы более чем
вдвое, то переходим к пункту 7.
|
|
6.
Рассчитываем все возможные комбинации частоты возбуждения νp = νr или νp = νv и полученных в п. п. 3 – 5 всех возможных вариантов собственных
частот водовода νe по указанной ниже формуле:
|
 |
Если во всех случаях
|
 |
| то гидроагрегат устойчив, и
можно не беспокоиться об этой стороне дела. |
Если хотя бы в одном из случаев
|
 |
то переходим к пункту 7.
|
|
7.
По электронному адресу Y.Lobanovskiy@intertech.ru
высылаем указанную ниже информацию.
|
|
Данные, требуемые для оценки
гидроакустической устойчивости напорной системы ГЭС
|
|
Гидроагрегат: напор,
мощность, расход воды, диаметр ротора, частота вращения.
Напорный
водовод: длина, диаметр, диаметр (или площадь) входа.
Отсасывающая
труба: длина. |
|
| Полезные, но необязательные данные |
•
Желательно также иметь начальный диаметр отсасывающей трубы
(то есть диаметр канала сразу за турбиной).
• Если есть данные по нескольким режимам,
например, при разных напорах, то желательно привести их все.
• Если есть данные по частотам прецессии
затурбинного вихря, их тоже целесообразно выслать.
• Если есть расходная характеристика
турбины, то ее тоже целесообразно выслать. |
| |
Данные, требуемые для оценки гидроакустической устойчивости напорной системы ГАЭС
|
|
| То же самое, но данные по агрегату надо иметь на обоих режимах, турбинном и насосном. |
| |
| |
| 04.03.2010
Ю. И. Лобановский |
| |
