ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Esercizio e manutenzione di microcentrali idroelettriche. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative L'esercizio e la manutenzione delle microcentrali idroelettriche devono essere eseguiti in conformità con le istruzioni operative per le microcentrali idroelettriche. Al fine di monitorare costantemente le condizioni delle microcentrali idroelettriche, nonché i parametri dell'acqua, i proprietari delle microcentrali idroelettriche devono tenere un registro delle ispezioni e dell'osservazione delle microcentrali idroelettriche. Questo diario contiene dati provenienti da ispezioni (osservazioni e misurazioni) di attrezzature e strutture idrauliche di microcentrali idroelettriche, parametri dell'acqua, sia nel fiume che nelle strutture idrauliche di microcentrali idroelettriche. Le istruzioni operative possono essere fornite al proprietario di una microcentrale idroelettrica, sia dalla persona (o dall'organizzazione appaltatrice) che ha costruito questa struttura, sia sviluppate direttamente dal proprietario stesso (se la costruzione della microcentrale idroelettrica è stata effettuata indipendentemente). Il manuale operativo di un micro HPP dovrebbe contenere le seguenti informazioni:
Di seguito si riportano le disposizioni generali sulla procedura operativa delle microcentrali idroelettriche, che contengono disposizioni applicabili alla maggior parte delle microcentrali idroelettriche del tipo a derivazione. Inoltre, tali disposizioni generali dovranno essere integrate, a seconda della tipologia della microcentrale idroelettrica, della sua potenza e delle specifiche caratteristiche idrauliche. La procedura per la gestione di una microcentrale idroelettrica 1. Avvia e ferma 1.1 Al momento dell'avvio della microcentrale idroelettrica, è necessario riempire la piscina a pressione con acqua fino a un volume tale da garantire il funzionamento dell'unità idraulica, nonché della tubazione in pressione. Mentre le strutture idrauliche specificate vengono riempite d'acqua, non è consentita l'alimentazione idrica alla turbina. 1.2. Per riempire d'acqua le strutture idrauliche è necessario aprire la/e serranda/e dell'opera di presa dell'acqua e garantire l'immissione dell'acqua nel canale di derivazione. L'immissione dell'acqua nel canale deviatore viene assicurata aprendo la saracinesca dell'opera di presa in modo tale da consentire il necessario riempimento del canale deviatore ed il passaggio del flusso d'acqua richiesto. 1.3. Se il canale di derivazione e/o il bacino a pressione contiene dei troppopieni o un sistema per lo scarico dell'acqua in eccesso, l'acqua può essere aspirata in tale canale di derivazione con le paratoie della struttura di presa dell'acqua completamente sollevate. Tuttavia, in questo caso, va ricordato che la mancanza di un grande flusso d'acqua può portare all'erosione delle strutture idrauliche in terra. 1.4. Il riempimento della struttura di presa dell'acqua con acqua fino al livello in cui è possibile il funzionamento dell'unità idraulica di una microcentrale idroelettrica dovrebbe essere un segnale per l'apertura dell'alimentazione idrica alla camera della turbina. IMPORTANTE: nel momento in cui viene aperta l'alimentazione idrica alla camera della turbina, è necessario assicurarsi che nessun detrito, sabbia o sassi entri nella camera della turbina con l'acqua della piscina a pressione. La portata d'acqua fornita alla turbina durante l'avvio non deve superare il 20% della portata nominale dell'unità idraulica, con un aumento graduale della portata fino al 50% della portata nominale dell'unità idraulica. Questa portata viene fornita alla turbina per il tempo specificato nelle istruzioni d'uso dell'unità idraulica. In questo caso l'unità idraulica funziona senza carico durante l'avviamento. 1.5. Avviamento e arresto di una turbina idraulica, funzionamento e manutenzione (utilizzando l'esempio di una turbina radiale-assiale HLD260-LJ-28 con una potenza di 30 kW). La marcatura del modello significa quanto segue:
Preparazione preoperatoria 1) Controllare se l'uscita del canale di scarico si trova sott'acqua alla profondità richiesta (secondo i requisiti dell'unità idraulica). 2) Verificare se tutte le parti rotanti sono in movimento. 3) Verificare che i bulloni ei dadi siano ben serrati. 4) Controllare se il livello dell'olio è al livello corretto (secondo i requisiti dell'unità idraulica). 5) Controllare se tutte le parti da lubrificare sono sufficientemente lubrificate. 6) Controllare se nelle vicinanze dell'unità sono presenti oggetti che potrebbero impedire il movimento delle sue singole parti. 7) Verificare quadro e cablaggio. 8) Aprire la valvola superiore (serranda) e verificare se vi sono perdite dai collegamenti delle tubazioni di pressione. Запуск 1) Aprire la valvola principale in modo che la camera a spirale inizi a riempirsi d'acqua. Quindi accendere il manometro e il vacuometro. 2) Girare lentamente il volantino di controllo della velocità, avviare la pala di guida e lasciare l'unità al minimo per raggiungere la velocità richiesta. ATTENZIONE: È necessario assicurarsi che la velocità non superi i limiti consentiti. 3) Guarda il frequenzimetro: il suo indicatore è stabile a 50 Hz. Una volta che l'unità raggiunge le prestazioni normali, aumentare gradualmente il carico e commutare il regolatore di velocità in modalità autocontrollo. 4) Il grado di apertura del distributore acqua deve essere coerente con il carico del generatore elettrico. È regolato dalla leva del regolatore di velocità, tenendo conto della velocità di rotazione del generatore elettrico. Prova di funzionamento dell'idroturbina Prima di mettere in funzione la turbina è necessario farla funzionare in modalità test e monitorare la coerenza di tutte le sue parti. 1) A seconda dell'avanzamento dell'avviamento della turbina idraulica, consentire innanzitutto che la velocità di rotazione dell'unità raggiunga la metà del valore richiesto. Far funzionare la turbina senza carico per 4 ore. Monitorare se si verificano fenomeni imprevisti durante il funzionamento dell'unità. Se tutto è normale, aumentare la velocità di rotazione al valore richiesto e lasciare funzionare in modo continuo per altre 4 ore. 2) Dopo aver fatto funzionare con successo la turbina senza carico, aumentare gradualmente il carico alternativamente del 25%, 50%, 75% e fino a pieno carico. Una volta raggiunto il pieno carico, è necessario testare l'unità per 72 ore (in modalità a pieno carico). Monitorare attentamente il funzionamento di tutte le parti dell'unità. Registrare ogni ora lo stato operativo dell'unità. Se tutto è normale, mettere l'unità in piena operatività. Se durante il funzionamento di prova vengono rilevati fenomeni imprevisti, è necessario arrestare immediatamente l'unità, identificarne ed eliminarne la causa. Arresto della turbina idraulica 1) Chiudere il sistema di distribuzione dell'acqua. 2) Spegnere i consumatori. 3) Chiudere la valvola di ingresso dell'acqua. 4) Spegnere il manometro e il vacuometro. 5) Pulire l'esterno dell'unità. 6) Quando si ferma l'unità per un lungo periodo, o quando gela, è necessario aprire la valvola di scarico situata nella parte inferiore della camera a spirale, scaricare l'acqua accumulata e pulire l'accumulo di impurità. Arresto di emergenza Se durante il funzionamento dell'unità si verificano le seguenti situazioni, è necessario interromperne immediatamente il funzionamento e annotarle nel registro di funzionamento: 1) La potenza dell'unità è notevolmente diminuita. 2) Il generatore o il regolatore di velocità sono fuori servizio. 3) Vibrazioni forti dell'unità o rumori insoliti. 4) Cuscinetto surriscaldato. 5) L'unità “corre” lateralmente (se il variatore funziona in modalità autocontrollo, portare il funzionamento al minimo e poi arrestare). 2. Procedura operativa in condizioni operative normali 2.1. Il funzionamento delle strutture idrauliche deve garantire un approvvigionamento ininterrotto di acqua dall'opera di presa dell'acqua al canale di deviazione in un volume che garantisca il funzionamento dell'unità idraulica sotto carico. Un eccesso significativo del volume d'acqua fornito al canale di deviazione può portare a una pericolosa erosione a valle. 2.2. Per evitare danni al canale di deviazione (soprattutto se il canale è in terra), non dovrebbero essere consentiti cambiamenti molto rapidi del livello dell'acqua nel canale (ad esempio, fornitura improvvisa di un grande volume d'acqua). 2.3. Per evitare l'erosione delle sponde non sono consentiti flussi d'acqua superiori al volume consentito. 2.4. Per impedire l'ingresso di aria nella camera della turbina, il livello dell'acqua impostato nella vasca a pressione non deve scendere. L'ingresso di aria nella camera della turbina è un fenomeno molto pericoloso e può portare allo shock idraulico della turbina. Se si formano degli imbuti sulla superficie dell'acqua nella struttura di pressione, è necessario ridurre il flusso d'acqua in entrata nella turbina e/o aumentare l'afflusso di acqua nella struttura di presa dell'acqua. 2.5. Se il bacino idrico è dotato di un troppopieno e/o di un dispositivo di scarico, è possibile aumentare la fornitura d'acqua. Ciò consentirà di avere una riserva d'acqua in caso di forte aumento del consumo di acqua da parte della centralina idraulica e garantirà la pulizia parziale dei detriti galleggianti in superficie. 2.6. Funzionamento e manutenzione delle turbine idro: 1) Controllare periodicamente la tenuta delle varie parti dell'unità. 2) Controllare periodicamente il serraggio di tutti i dadi e bulloni. 3) Monitorare la funzionalità e la mobilità di tutte le parti mobili dell'unità. 4) Misurare periodicamente la pressione dell'acqua nella camera a spirale e la depressione nel canale di uscita, registrando i dati di misurazione nel registro di lavoro. 5) Assicurarsi che non si formi corrosione da cavitazione sulle pale della girante. 6) Rabboccare regolarmente con olio lubrificante nei punti richiesti dell'unità. 7) Si consiglia di effettuare un controllo tecnico e una mini-riparazione dell'unità una volta ogni tre mesi e di effettuare una revisione generale una volta all'anno. Molto più spesso è necessario controllare le parti principali, come la girante, i cuscinetti, ecc. 8) L'avviamento, il funzionamento e l'arresto dell'unità devono essere effettuati rispettando rigorosamente le procedure prescritte. 9) Se si verificano problemi durante il funzionamento dell'unità, è necessario effettuare una registrazione iniziale. 10) Il luogo di produzione deve essere mantenuto pulito. Devono essere presenti pezzi di ricambio, lubrificanti, materiali di consumo e strumenti. 2.7. La persona che gestisce la microcentrale idroelettrica deve garantire un'ispezione visiva quotidiana delle strutture idrauliche e dell'unità idraulica della microcentrale idroelettrica e inserire le informazioni sui risultati dell'ispezione nel registro di ispezione e osservazione della microcentrale idroelettrica. Il registro dovrebbe contenere le seguenti informazioni:
Durante il periodo invernale devono essere inserite nel registro le informazioni relative alla formazione di ghiaccio sulle strutture idrauliche e alla presenza (o assenza) di fanghiglia. 3. Protezione della condotta in pressione e della turbina dai rifiuti 3.1. Durante il funzionamento di una microcentrale idroelettrica, è necessario garantire la protezione delle apparecchiature della turbina dai detriti galleggianti (vegetazione legnosa, erba, rifiuti domestici galleggianti, ecc.). 3.2. Il sistema per proteggere le centrali micro-idroelettriche dai detriti dovrebbe includere l'installazione di meccanismi di trattenimento dei detriti in tutte le strutture idrauliche lungo il percorso del movimento dell'acqua dalla struttura di presa dell'acqua alle condotte in pressione. Per proteggere le turbine delle microcentrali idroelettriche dai detriti penetrati nel bacino pressurizzato, l'acqua del bacino pressurizzato deve passare attraverso delle griglie di contenimento dei detriti prima di entrare nella tubazione pressurizzata. 3.3. La progettazione e la costruzione di un'opera di presa dell'acqua per una microcentrale idroelettrica (in una microcentrale idroelettrica del tipo a derivazione) viene effettuata in modo tale da garantire che la maggior parte dei rifiuti venga pulita dal flusso di acqua in fiume, impedendo ai rifiuti di entrare nel canale di deviazione. La progettazione del bacino pressurizzato deve prevedere un sistema di organizzazione dell'acqua in modo tale che il flusso principale dell'acqua convogli i detriti nel condotto di scarico. 3.4. La pulizia dei dispositivi di trattenimento dei detriti deve essere effettuata regolarmente per evitare una diminuzione del volume di acqua fornita alla turbina. Durante un'alluvione, la pulizia dei dispositivi che trattengono i detriti dovrebbe essere effettuata più spesso di quanto avviene durante il funzionamento di una microcentrale idroelettrica in modalità normale. 3.5. Se durante un periodo di piena viene generata una grande quantità di rifiuti nel fiume sul quale è costruita la microcentrale idroelettrica, per evitare guasti alla microcentrale idroelettrica, è consentito interrompere il funzionamento della microcentrale idroelettrica fino a la fine del periodo delle piene. In questo caso, l'assunzione di acqua dalla struttura di presa dell'acqua viene sospesa (questa azione, di norma, è accettabile solo per le microcentrali idroelettriche di tipo deviato) e il funzionamento delle apparecchiature della microcentrale idroelettrica viene interrotto. 3.6. Le informazioni sulla pulizia delle strutture idrauliche dai detriti vengono inserite nel registro di ispezione e osservazione della microcentrale idroelettrica. 4. Controllo dei sedimenti 4.1. Le difficoltà nel funzionamento delle microcentrali idroelettriche sorgono spesso a causa dell'insabbiamento delle strutture idrauliche e della significativa usura abrasiva delle giranti delle turbine. La progettazione e realizzazione di strutture idrauliche per microcentrali idroelettriche dovrebbe prevedere la realizzazione di diverse tipologie di trappole per limo e sabbie. 4.2. Le principali misure di controllo dei sedimenti sono:
4.3. Se la pulizia dai sedimenti può portare la sabbia, e ancor più le pietre, a penetrare nella conduttura in pressione, è necessario sospendere il funzionamento della microcentrale idroelettrica durante la pulizia delle strutture idrauliche dai sedimenti. 4.4. I pozzetti e le strutture idrauliche devono essere regolarmente puliti dai sedimenti. La frequenza della pulizia dipende dal tasso di intasamento delle strutture idrauliche e dalle trappole per sedimenti installate su di esse. Tenendo conto delle caratteristiche naturali e idrologiche dei fiumi, nonché delle differenze tra le micro centrali idroelettriche (l'assenza di quasi due micro centrali idroelettriche identiche), il proprietario della micro centrale idroelettrica deve determinare autonomamente la frequenza di pulizia della microcentrale idroelettrica dai sedimenti 4.5. Le informazioni sulla pulizia delle strutture idrauliche dai sedimenti vengono inserite nel registro di ispezione e osservazione della microcentrale idroelettrica. 5. Salta le inondazioni (inondazioni) 5.1. Ogni anno, prima dell'inizio del periodo di piena, il proprietario di una micro centrale idroelettrica deve determinare un elenco di misure necessarie per il normale passaggio delle piene primaverili (alluvioni). 5.2. Nel caso delle centrali idroelettriche del tipo a derivazione, una condizione importante per l'efficace passaggio delle piene è una struttura di presa dell'acqua adeguatamente progettata e costruita. La struttura di presa dell'acqua è installata in modo tale da non trovarsi sul percorso dell'inondazione. Dovrebbe essere situato sull'ansa interna del fiume, in modo che il flusso principale della piena colpisca la sponda opposta del fiume e non direttamente sulla struttura di presa. 5.3. Distruzione di strutture idrauliche a causa di inondazioni dovute al flusso incontrollato di acqua che entra nel canale di deviazione. L'ingresso di un flusso d'acqua incontrollato a seguito di una piena può verificarsi quando si forma un nuovo (ulteriore) canale a monte di una microcentrale idroelettrica o in caso di aumento del letto del fiume. Per evitare una situazione del genere, è necessario effettuare lavori di rafforzamento della sponda del fiume nei luoghi di possibile erosione, dove potrebbe formarsi un nuovo letto del fiume, che porterà alla distruzione delle strutture idrauliche e delle attrezzature delle microcentrali idroelettriche. 5.4. Nel caso di piccole centrali microidroelettriche con un'unità idraulica relativamente piccola, ha senso smantellarla e spostarla in un luogo sicuro. 5.5. La progettazione e la realizzazione delle strutture idrauliche di una microcentrale idroelettrica deve tenere conto delle informazioni relative alle piene preesistenti sul fiume sul quale si propone la costruzione di una microcentrale idroelettrica. Queste informazioni possono essere ottenute dalla popolazione locale e dai servizi competenti (Ministero delle Situazioni di Emergenza, Dipartimento delle Risorse Idriche, Servizi di Irrigazione). Man mano che si accumula l'esperienza con le inondazioni, è necessario apportare modifiche alla procedura operativa delle microcentrali idroelettriche in caso di piena nelle istruzioni per l'uso delle microcentrali idroelettriche. 5.6. Dopo il passaggio delle piene, tutte le strutture idrauliche, in particolare i fissaggi a valle, nonché le attrezzature, devono essere ispezionate, identificati i danni e determinato il periodo di tempo per la loro eliminazione. 5.6. Le informazioni sulle inondazioni, la loro data di inizio e fine, nonché i risultati del loro passaggio vengono inserite nel registro di ispezione e osservazione della microcentrale idroelettrica. 6. Funzionamento a temperature negative 6.1. Ogni anno, prima dell'inizio di un periodo di temperature negative, è necessario determinare un elenco di misure per il normale passaggio di questo periodo. 6.2. Prima del periodo di temperature negative, è necessario controllare:
È inoltre necessario identificare le persone che rimuovono ghiaccio e fanghi XNUMX ore su XNUMX e preparano i locali in cui si trova l'unità idraulica per il funzionamento invernale al fine di evitare il congelamento di attrezzature e strumentazione 6.3. Durante i periodi con temperature sotto lo zero, le valvole e le strutture idrauliche sono soggette a ispezione quotidiana per il congelamento. 6.4. Non deve essere consentita la formazione, anche minima, di ingorghi dovuti a ghiaccio e masse di ghiaccio nel canale di deviazione e nel bacino pressurizzato. Quando si forma ghiaccio nelle strutture idrauliche è necessario eseguire immediatamente dei lavori per rimuoverlo dalle strutture. 6.5. La lotta contro fanghi e ghiaccio dovrebbe essere condotta nei seguenti modi
6.6. Per evitare l'intasamento degli schermi con fanghiglia e ghiaccio galleggiante, che può portare ad una diminuzione del volume di acqua in ingresso nella turbina, è necessario pulire costantemente lo schermo. È consentito far passare i fanghi attraverso la griglia. 6.7. Per garantire un movimento regolare del fango attraverso il canale di deviazione, è necessario adottare le seguenti misure:
6.8. Nel registro di ispezione e osservazione di una microcentrale idroelettrica devono essere indicati i punti del canale di deviazione in cui si verifica una rapida glaciazione per rompere tempestivamente il ghiaccio ed evitare la formazione di un ingorgo di ghiaccio. 6.9. In caso di fermo di una microcentrale idroelettrica durante un periodo di temperature negative, è necessario:
Queste misure vengono eseguite per prevenire guasti all'unità idraulica e alla tubazione di pressione. Manutenzione delle strutture idrauliche Le attività di manutenzione sono:
7. Manutenzione delle strutture idrauliche 7.1. Durante il funzionamento di una microcentrale idroelettrica, nel tempo, sulle superfici di calcestruzzo possono comparire danni da cavitazione (danni causati dall'acqua), sotto forma di rientranze, canaloni, crepe, ecc. Ciò si verifica a causa dell'impatto diretto dei flussi d'acqua in certi posti. Quando si eseguono lavori di riparazione su tali superfici, tutti i danni che si sono verificati devono essere eliminati (le pareti devono essere levigate, le parti di rinforzo sporgenti (a causa della rottura di pezzi di calcestruzzo) devono essere tagliate a filo della superficie di calcestruzzo o sigillate allo stato originale. Se vengono rilevate crepe nel corpo della struttura, è necessario determinare le ragioni del loro aspetto ed eseguire lavori di riparazione per eliminarle. 7.2. Quando si utilizzano strutture idrauliche realizzate con materiali del terreno, è possibile la formazione di canaloni, crepe, frane, cedimenti e dilavamento del suolo; è necessario determinare le ragioni del loro verificarsi ed eseguire adeguati lavori di riparazione. 7.3. Sui canali di derivazione è necessario rimuovere tutti gli ostacoli che restringono la sezione utile del canale e provocano perdite di pressione lungo il canale: resti non rimossi di pali, supporti di ponti temporanei, resti di barriere di riparazione, architravi, sporgenze di sponde non tagliate, ecc. 7.4. Se il canale attraversa aree abitate, è necessario disporre di discese per la presa dell'acqua domestica, dotate di ulteriori misure di sicurezza in caso di caduta di persone in acqua. La scelta dei punti di presa dell'acqua dovrà essere concordata con l'organizzazione esecutrice e le autorità locali. 7.5. Le strutture lungo il percorso di deviazione (fossati per le aringhe, condotte per colate di fango, canali di scolo, fossati montani e altri) devono essere prontamente ripulite da sedimenti e limo e mantenute in condizioni di funzionamento. 7.6. Le chiusure programmate delle microcentrali idroelettriche dovrebbero essere utilizzate per ispezionare le strutture idrauliche, ripulirle da sedimenti e detriti e anche per eseguire lavori di riparazione. 8. Malfunzionamenti frequenti e modi per eliminarli (usando l'esempio di una turbina radiale-assiale HLD260-LJ-28 con una potenza di 30 kW)
Autori: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A. Vedi altri articoli sezione Fonti di energia alternative. Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo. Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica: Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
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