ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет гарантий регулирования гидротурбин. Численные примеры из "Гидравлический удар в гидротурбинных установках " Как видно из 21, пропускная способность реактивных гидротурбин зависит также от приведенных оборотов турбины л,, а следовательно, и от числа ее оборотов п. Поэтому точное решение задачи о гидравлическом ударе для этого типа турбин требует знания при неустановившихся режимах работы колебания числа оборотов в зависимости от времени. Кроме того, колебание оборотов при различных неустановившихся режимах представляет самостоятельный интерес, так как оно может вредно отразиться на обслуживаемых турбиной производственных процессах. Дальше будет рассмотрено решение задачи о пределе колебания числа оборотов гидротурбины, что входит составной частью в расчет гарантий регулирования. [c.174] При использовании универсальных характеристик г1 = р(П[, Qj) необходимо учитывать увеличение к. п. д. рабочего колеса вследствие увеличения его абсолютных размеров и напора. Практические формулы пересчета к. п. д. см. книгу Турбинное оборудование гидроэлектростанций , Госэнер-гоиздат, М.— Л., 1949, стр. 16—19. [c.175] В этом выражении Qj и -г] являются в общем случае функциями открытия регулирующего органа ад, напора /У (или величины С) и числа оборотов турбины п (или угловой скорости О)). В случае поворотно-лопастной турбины эти величины являются также функциями угла поворота рабочих лопастей а. Для ковшевой турбины, когда отклонитель при закрытии сопла врезается в струю, неустановившийся режим работы турбины не может быть, конечно, рассматриваем как соответствующий универсальной характеристике и требует особого изучения, преимущественно опытного порядка. [c.176] Момент сил сопротивления складывается из момента полезной нагрузки на генератор и момента сил вредного сопротивления. Вредными сопротивлениями являются силы трения в пяте и подшипниках турбины и генератора, трение о воду обода или втулки рабочего колеса и сопротивление воздуха вращению ротора генератора. [c.176] В случае нарушения равенства между и N , которое наступает при изменении потребляемой мош,ности, вступает в действие регулятор турбины, задача которого заключается в восстановлении нарушенного равновесия между N при заданной угловой скорости турбины. Регулятор восстанавливает это равенство, воздействуя регулирующим органом на мощность, развиваемую рабочим колесом N . [c.177] Мощность полезного сопротивления есть величина, которая может произвольно меняться от нуля до какой-то максимальной величины в зависимости от потребности. Ее следует в каждом случае считать величиной заданной по условиям рассматриваемого режима работы турбины. [c.178] Мощность вредных сопротивлений должна учитываться на основании имеющихся теоретических расчетов и опытных данных. При нормальном числе оборотов щ эта мощность равна мощности, развиваемой рабочим колесом при открытии холостого хода, так как в этом случае вся развиваемая мощность поглощается вредными сопротивлениями. Открытие холостого хода для ковшевых и радиально-осевых турбин имеет величину порядка 8—12%, а для поворотнолопастных турбинпорядка 7— 10% от открытия регулирующего органа при, максимальной мощности. При увеличении числа оборотов турбины мощность вредных сопротивлений возрастает, а при уменьшении — падает. [c.178] В 24 будут показаны на примере приемы, позволяющие практически точно решить данную задачу. [c.178] Уравнение (75) является так называемым в теории регулирования уравнением машины , которое составлено с учетом универсальной характеристики и колебания напора Н от гид-1 равлического удара. [c.179] Всякое изменение развиваемой гидротурбинной мощности, вызванное колебанием полезной нагрузки, сопровождается изменением расхода воды через регулирующий орган. Поэтому во время перехода турбины с одного режима работы на другой в напорном трубопроводе возникают колебания напора, вызванные явлением гидравлического удара. Эти колебания можно всегда сделать очень малыми, если выбрать достаточно большое время процесса регулирования. Но согласно уравнению (76), чем длительнее расхождение между Л/д и тем больше соответствующая избыточная или недостающая работа, а следовательно, тем больше будет отклоняться в процессе регулирования угловая скорость турбины от ее начального нормального значения Шд. Значительное колебание оборотов турбины не может быть допущено, так как оно отрицательно отзывается на обслуживаемых производственных процессах. С другой стороны, уменьшение времени переходного режима вызывает увеличение колебания напора, которое может достигнуть недопустимой с точки зрения прочности трубопровода и турбины величины. Для турбин низконапорных, у которых удельный вес ELv камеры рабочего колеса и всасывающей трубы в общей величине nlv велик (достигая 50 — 60%), предельная величина гидравлического удара определяется допустимым понижением давления в горле всасывающей трубы, которое, во избежание разрыва столба воды, не должно близко подходить к абсолютному нулк5. Поэтому на практике всегда приходится подбирать такое время процесса регулирования, которое было бы приемлемо и с точки зрения колебания угловой скорости (оборотов) турбины и с точки зрения колебания напора. Решение этого вопроса и составляет предмет расчета гарантий регулирования. [c.180] Авария гидроагрегата всегда сопровождается полным сбросом мощности, который при параллельной работе вызывает одновременно наброс этой же мощности на оставшиеся присоединенными к сети агрегаты. Гидроагрегат при аварии работает всегда индивидуально, так как электрическая защита отключает его от сети. Наиболее опасными и всегда возможными являются причины аварийные и на них обычно ведется расчет гарантий регулирования. [c.181] Из рассмотренного процесса сброса и наброса нагрузки видно, что чем больше нормальное число оборотов турбины и маховой момент GD , аккумулирующий кинетическую энергию, тем меньше, при прочих равных условиях, отклонение числа оборотов от нормальных. Для получения меньших колебаний оборотов гидротурбины выгодно время процесса закрытия и открытия уменьшать. Но с увеличением скорости процесса регулирования колебание напора, вызванное гидравлическим ударом, будет возрастать. [c.183] Поэтому влияние уменьшения времени ti и на колебание оборотов турбины будет в обоих случаях отчасти парализоваться тем обстоятельством, что чем меньше это время, тем абсолютное значение ординат подъинтегральных функций выражений (79) и (80) будет больше. Опыт и расчеты показывают, что, как правило, все же в конечном счете уменьшение времени процесса регулирования и в случае сброса и в случае наброса нагрузки уменьшает колебание оборотов турбины. Поэтому расчет гарантий регулирования, в том случае если заданы предельно допускаемые значения Сир, может быть для сброса, и наброса мощности решен в следующей последовательности. [c.183] Такой расчет дает только первое приближение, так как значение приведенного расхода Q, и к. п. д. y] зависит от приведенных оборотов турбины л,, т. е. от ее числа оборотов п. Как это будет показано ниже, полученное решение с помощью последовательных приближений может быть уточнено. [c.183] Если по имеющимся данным маховой момент агрегата больше, чем получающийся по такому расчету, и следовательно, колебание оборотов будет меньше предельно допустимых, то можно время процесса регулирования несколько увеличить и благодаря этому снизить и предельное значение С. [c.183] В поворотно-лопастных турбинах в процессе регулирования рабочие лопасти отстают, как правило, от того положения, которое они должны иметь согласно комбинатору, связанному с сервомотором направляющего аппарата. Обычно в случае закрытия направляющего аппарата и отставания рабочих лопастей приведенный расход через турбину и в первое время мощность будут больше, а при открытии, наоборот, меньше, чем тогда, когда согласно комбинаторной зависимости открытие и угол поворота соответствуют друг другу. [c.184] Из изложенного выше видно, что пропускная способность турбины, закон движения регулирующего органа, колебание оборотов и процесс гидравлического удара взаимно связаны между собой сложной зависимостью, частично эмпирического характера, не поддающейся чисто математической формулировке. Но практическому разрешению данной задачи помогает то обстоятельство, что, например, для пропускной способности радиально-осевой турбины основную роль играет открытие направляющего аппарата, а меняющиеся значения Я и л имеют меньшее значение. Влияние меняющегося благодаря гидравлическому удару расхода Q на движение регулирующего органа в нормальных условиях, при достаточном давлении в маслонапорном котле, также имеет второстепенное значение. Поэтому данную задачу удобно разрешать методом последовательных приближений. [c.184] Для современных гидроагрегатов максимальное относительное повышение числа оборотов допускается порядка = — 0,4, а максимальное относительно понижение числа оборотов порядка = —0,5. [c.185] Ниже приводится пример, иллюстрируюш ий порядок и методику уточненного расчета гарантий регулирования гидротурбины. [c.185] Вернуться к основной статье