7. Осушающие устройства гэс. Назначение, состав оборудования, требования технической эксплуатации

1. Назначение осушающих устройств

В состав осушающих устройств ГЭС входят системы осушения части агрегатов и системы откачки воды, которая фильтруется через швы плотины и бетон.

При ремонтах проточная часть агрегата, отделенная от бьефов ремонтными затворами, должна быть осушена. При этом необходимо опорожнить водоводы, спиральные камеры, камеры рабочих колес, отсасывающие трубы. Объемы проточной части, расположенные выше уровня нижнего бьефа, осушаются самотеком; вода же из остальной части должна откачиваться специально спроектированной системой, которая состоит из насосных установок, приемных устройств и водоводов, с помощью которых вода отводится в нижний бьеф. Объемы откачиваемой воды составляют значительные цифры. Так, на СШ ГЭС объем откачки одного агрегата составляет 5300 м³. Для этого на ГЭС предусматриваются специальные насосные установки, позволяющую осушить проточную часть одного агрегата за определенное время. При проектировании ГЭС применяется несколько систем осушения проточной части агрегатов. Рассмотрим некоторые из них.

1. Осушение проточной части с помощью индивидуальных насосов (рис. 8.1, I).

Эта система применяется в основном на небольших ГЭС, небольшой установленной мощностью и небольшим числом агрегатов. На каждом агрегате устанавливается индивидуальный насос, с помощью которого и выполняется откачка воды из проточной части агрегата. Недостаток этой системы в том, что нет резервирования средств откачки и необходима достаточно большая производительность насоса откачки.

2. Осушение проточной части с применением центральной насосной (рис. 8.1, II).

Отличие этой системы от системы с одним насосом в том, что выполняется централизация насосного оборудования, т.е. насосы, необходимые для откачки воды из проточной части устанавливаются в одном помещении, чем обеспечивается резервирование насосов: применение при откачке не одного насоса, а нескольких; при выходе из строя или выводе в ремонт одного насоса возможен ввод в работу другого. Недостатком этой системы является вероятность выхода из строя коллектора, объединяющего проточные части агрегатов, например, при засорении. Эта система нашла применение также на небольших ГЭС.

Рис. 8.1. Варианты схем осушения проточной части турбин

I - осушение с применением индивидуальных насосов; II - осушение с применением центральной насосной; III - откачка с помощью переносного насоса; IV- осушение с применнием сливной галереи (мокрой потерны) и общей насосной; V - осушение со сборным коллектором и общей емкостью;

1 - приямки с решеткой; 2 - магистральный коллектор; 3 - центробежные насосы; 4 - вакуумный насос; 5 - сброс воды в НБ; 6 - блок монтажной площадки; 7 - слив из спиральной камеры; 8 - клапан с сеткой; 9 - галерея задвижек; 10 - водоприемная «мокрая» галерея; 11 - емкость; 12 - вертикальные шахтные затворы

3. Осушение проточной части агрегата с помощью переносного насоса (рис. 8.1, III).

Эта схема также применима на небольших ГЭС с небольшими объемами проточной части и объемами откачиваемой воды и является системой резервирования схем с одним насосом или с централизованной насосной.

4. Осушение проточной части агрегата с применением «мокрой» потерны (рис. 8.1, IV).

Эта система характеризуется наличием «мокрой» потерны, которая представляет собой проходящий через весь машинный зал приемный коллектор, проложенный в бетонном массиве здания ГЭС на его нижних отметках, с помощью которого происходит подвод воды их осушаемого агрегата. Недостаток этой системы - насосные расположены на достаточно низких отметках машинного зала и есть вероятность затопления такой насосной при аварии на гидротехническом сооружении (эта вероятность обязательно должна быть просчитана при выполнении проектных работ).

5. Осушение проточной части агрегата с «мокрой» потерной и насосной, двигатели которой расположены на незатопляемых отметках здания ГЭС (рис. 8.1, V).

Насосы, которые применяются при такой системе осушки - специальной конструкции и названы артезианскими.

Осушающие устройства предназначены для удаления воды из спиральных камер и отсасывающих труб турбин, турбинных водоводов, туннелей, водосливных камер и водосбросов.

Объем воды, подлежащий откачке, складывается из объема воды, находящейся в указанных элементах после установки ремонтных затворов, а также из объема воды, просочившейся через уплотнения затворов и закрытые задвижки оставшихся агрегатов.

Удаление воды производится при осмотрах и ремонтах проточной части агрегатов, а также подводных железобетонных и металлических конструкций.

Для обеспечения полного удаления воды из проточной части турбин водозаборы следует располагать в самой низкой точке откачиваемого объекта. Решетки на водозаборах должны иметь просвет между стержнями не более 44 мм.

Эффективность осушающих устройств в значительной степени зависит от качества уплотнений ремонтных верховых и низовых ремонтных затворов.

Фильтрация воды на 1 м периметра уплотнения затворов ВБ и НБ должна быть не более:

• для металлических уплотнений 0,8 л/сек;

• для резиновых неподвижных уплотнений 0,3 л/сек.

Для практических расчетов обычно принимается 1 л/сек.

В некоторых случаях для уменьшения протечек воды через уплотнения ремонтных затворов выполняют их шлакование, благодаря чему фильтрация воды через уплотнения уменьшается в несколько раз. Для полного прилегания затворов требуется создание перепада давления с обеих сторон затвора не менее (1 – 2) м.

После установки ремонтных затворов со стороны ВБ следует снижать уровень воды в осушаемых полостях до уровня НБ для уменьшения объема воды, подлежащего откачке. Суммарная производительность осушающих устройств должна обеспечивать откачку воды из проточной части турбины в течение 6 часов; при откачке воды из длинных водоводов (например, напорной деривации, водобойных колодцев) время осушения может быть увеличено до 12 часов и более.