4. Проверка работы гидротурбины при ограничении по минимальному расходу.

Для большинства гидростанций в условиях эксплуатации предъявляются определённые 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. Эти 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 выполнить 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 и для двух значений напора и Поскольку для указанных напоров определялись ранее, то остаётся вычислить приведённый расход по формуле

. (4.1)

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

Если линия ограничения не выходит за пределы рабочего диапазона главной универсальной характеристики с учётом 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, прежде всего необходимо уменьшить диаметр рабочего колеса гидротурбины , что приведёт к увеличению числа агрегатов и смещению линии ограничения по минимальному расходу вправо.

Очевидно, что однозначный ответ на вопрос, несколько целесообразно уменьшать диаметр и соответственно увеличивать число агрегатов, может дать только экономическое обоснование, которое выходит за рамки объёма 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, обеспечивающей допустимый режим работы гидротурбины. Однако в этом случае может потребоваться уточнение расчёта водно-энергетического регулирования речного стока и баланса мощности.

Рассмотрим проверку работы гидротурбины для условий расчётного примера при заданном минимальном расходе , и .

Гидротурбина ПЛ60-В-630.

При выбранных параметрах турбина ПЛ60 – В-630 не может работать при расходе , так как линия ограничения, соответствующая приведённым расходам, выходит за пределы рабочего диапазона главной универсальной характеристики. Поэтому возьмем турбину с диаметром D₁=5,6 м, Z_а=4 и

n_c=150 об/мин.

Гидротурбина ПЛ60-В-560.

При выбранных параметрах турбина ПЛ60 – В-560 может работать при расходе , так как линия ограничения, соответствующая приведённым расходам, не выходит за пределы рабочего диапазона главной универсальной характеристики.

Гидротурбина РО75-В-560.

При выбранных параметрах турбина РО75-В-560 может работать при расходе , так как линия ограничения, соответствующая приведённым расходам, не выходит за пределы рабочего диапазона главной универсальной характеристики.