3. Các biện pháp phòng chống xâm thực
Muốn loại trừ hoặc để hạn chế tác hại do xâm thực đến mức thấp nhất, trong thực tế ngành turbine thường sử dụng các biện pháp sau đây :
3.1 Xác định chiều cao hút Hs hợp lý. Chiều cao hút tính toán của turbine phải xác định sao cho bằng chiều cao hút cho phép.Với chiều cao hút đó, một mặt sẽ đảm bảo turbine làm việc không xảy ra xâm thực hoặc có xâm thực nhẹ với mức độ cho phép, đồng thời đảm bảo cho turbine không lắp đặt ở độ sâu quá thấp so với mực nước hạ lưu (Hs) kinh tế.Chẳng hạn ở Nga, chiều cao hút Hs chọn sao cho độ sâu lớn nhất của turbine so với mực nước hạ lưu thường khoảng 6 ¸ 8m. Nếu chọn nhỏ hơn phạm vi nói trên sẽ làm tăng khối lượng xây dựng và giá thành phần dưới nước của NMTĐ.
3.2 Nghiên cứu và hoàn thiện các kiểu BXCT: Chế tạo BXCT sao cho có thể giảm hệ số xâm thực, có nghĩa là đảm bảo cho turbine có chiều cao hút lớn hơn. Đồng thời việc giảm hệ số xâm thực sẽ cho phép tăng phạm vi cột nước sử dụng của các kiểu turbine. Chính vì vậy người ta có thể sử dụng turbine tâm trục với cột nước H = 700m.
3.3 Vật liệu chế tạo BXCT: Một trong các biện pháp bảo vệ các bộ phận của phần nước chảy qua của turbine khỏi bị phá hoại do tác dụng xâm thực là chọn hợp lý các nguyên vật liệu chế tạo.
3.4 Biện pháp hạn chế xâm thực trong vận hành NMTĐ : Duy trì turbine làm việc ở chế độ không khí thực hoặc xâm thực chỉ biểu hiện ở mức nhẹ. Luôn vận hành turbine ở chế độ cho phép trong thiết kế.
3.5 Dẫn không khí vào phía dưới BXCT để làm giảm bớt khí thực và giảm áp lực mạch động: Nếu không khí được dẫn đúng nơi và số lượng không khí vừa phải thì có thể làm giảm độ rung máy( sử ống van phá chân không ).
4. Hiện tượng không ổn định khi vận hành non tải có thể giải thích như sau:
4.1 Hiện tượng xoáy trung tâm
Khi bánh công tác quay ở tốc độ bình thường, dòng nước xả ra từ ống hút chảy theo hướng trục và mômen lớn nhất được tạo ra. Tuy nhiên, nếu lưu lượng thay đổi, góc ra dòng chảy cũng thay đổi.
Khi tốc độ xoáy của dòng chảy từ BXCT vượt quá một mức nhất định, xuất hiện một khoảng chân không bên trong ống hút dưới BXCT.Hiện tượng này gọi là “Xoáy trung tâm”.
Khi lưu lượng dòng chảy tăng, góc ra trở nên lớn hơn, phát sinh hiện tượng xoáy trung tâm có hướng ngược với hướng quay của BXCT.
Khi lưu lượng dòng chảy giảm, góc ra trở nên nhỏ hơn, xoáy trung tâm có hướng cùng chiều với chiều quay của BXCT.
Khi xoáy trung tâm trở nên nhiễu loạn, chấn động xuất hiện, công suất phát của turbine có thể giảm xuống.
Khi xoáy trung tâm phát sinh trong trường hợp đầy tải, có lượng nước rất lớn trong ống hút, do vậy tương đối ổn định và không có vấn đề gì đặc biệt xảy ra.Tuy nhiên, nếu xoáy trung tâm phát sinh tải nhỏ, sẽ dẫn đến dao động. Nó phát sinh và mất dần trong một chu kì lặp lại không đổi, sóng chu kì cũng phát sinh trong ống hút và kết quả là sự rung động được truyền ra bên ngoài.
4.2. Hiện tượng xoáy cục bộ
Ngoài xâm thực và xoáy trung tâm, sự rung động cũng có thể phát sinh bởi “Xoáy cục bộ”, loại xoáy có thể phát sinh riêng lẻ dọc theo dòng chảy qua các cánh BXCT.“Xoáy cục bộ” phát sinh tương đối thường xuyên dọc theo dòng chảy.
Các biện pháp khắc phục
Ống cấp không khí đưa dòng không khí tới vùng trống chân không và khử chân không.
Các gờ (xem hình) được bố trí để kiềm chế các thành phần lưu tốc trong dòng xoáy ở ống hút và các gờ này ngăn cản phát sinh xoáy trung tâm.
4.3. Vấn đề rung chấn :
Một vấn đề cần lưu ý nữa trong vận hành tổ máy là vấn đề rung của tổ máy. Trong vận hành không cho phép tổ máy làm việc ở chế độ phụ tải và cột nước mà
ở đó máy rung vượt quá trị số cho phép. Máy rung mạnh sẽ làm giảm độ bền và nền móng chóng hư hỏng. Nguyên nhân máy rung có nhiều, thường là do các nguyên nhân sau (đối với tổ máy trung bình và lớn) :
- Rung do mặt bích nối trục bị nghiêng làm trục tổ máy vênh, không thẳng.
- Rung do trục quay và mặt phẳng tựa tại ổ đỡ không thẳng góc.
- Rung do phân bố vật chất tại phần quay (rôto) không đồng đều, trọng tâm không nằm trên trục quay.
- Rung do lực điện từ phân bố không đều khi quay.
- Rung do áp lực nước tác dụng không đều khi quay.
- Rung do khuyết tật tại ổ đỡ, ổ hướng.
- Rung do bulông móng không chặt