Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу

Для большинства гидростанций в условиях эксплуатации предъявляются определенные требования по обеспечению минимального расхода воды в нижний бьеф. Это, как правило, либо санитарный попуск в нижний бьеф по условиям экологии, либо базовый попуск по требованиям участников водохозяйственного комплекса. Указанные попуски, как указывалось выше, являются ограничением слева на режимном поле по минимальному расходу воды. Возможность работы гидротурбины при минимальных расходах обеспечивает увеличение мощности и выработки электроэнергии ГЭС. Поэтому при выборе основного энергетического оборудования проектируемой ГЭС необходимо выполнять проверку возможности работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу воды. Для этого необходимо линию ограничения по минимальному расходу с режимного поля пересчитать в координаты главной универсальной характеристики Q`<sub>I</sub> и n`_I для двух значений напора H_max и H_min. Поскольку n`_I для указанных напоров определялись ранее, то остается вычислить приведенный расход по формуле

, (12.12)

Число агрегатов, обеспечивающих минимальный попуск, как правило, равно единице. Однако при относительно большом попуске (например, транспортном) число агрегатов может быть больше одного.

Если линия ограничения не выходит за пределы рабочего диапазона главной универсальной характеристики с учетом ранее полученных ограничений по турбине и генератору, то гидротурбина может работать при заданных ограничениях по минимальному расходу воды.

В противном случае, если рассматриваемая линия попадает в нерабочую зону на главной универсальной характеристике, т.е. там, где отсутствуют изолинии КПД, то, прежде всего, необходимо уменьшить диаметр рабочего колеса гидротурбины D₁, что приведет к увеличению числа агрегатов и смещению линии ограничения по минимальному расходу вправо.

Очевидно, что однозначный ответ на вопрос насколько целесообразно уменьшать диаметр D₁ и соответственно увеличивать число агрегатов может дать только экономическое обоснование, которое выходит за рамки объема данного курсового проекта.

Другим возможным решением указанной проблемы является установка специального агрегата малой мощности, работающего с заданным минимальным расходом, что также требует специального экономического обоснования.

Кроме перечисленных вариантов, возможно рассмотрение случая некоторого увеличения минимального расхода до величины, обеспечивающего допустимый режим работы гидротурбины. Однако в этом случае может потребоваться уточнение расчета водно-энергетического регулирования речного стока и баланса мощности.

Рассмотрим проверку работы гидротурбины для условий расчетного примера при заданно минимальном расходе Q_баз=200 м³/с и Н_max=51,9 м, Н_min=32,6 м.