Operação e manutenção de microcentrais hidrelétricas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A operação e manutenção da microcentral hidrelétrica devem ser realizadas de acordo com o manual de instruções da microcentral hidrelétrica. A fim de monitorar constantemente o estado da microcentral hidrelétrica, bem como os parâmetros da água, os proprietários da microcentral hidrelétrica devem manter um registro de inspeção e observação da microcentral hidrelétrica. Esta revista contém dados de inspeções (observações e medições) de equipamentos e estruturas hidráulicas de microcentrais hidrelétricas, parâmetros da água, tanto no rio quanto em estruturas hidráulicas de microcentrais hidrelétricas.

As instruções de operação podem ser fornecidas ao proprietário de uma micro UHE, seja pela pessoa (ou empreiteira) que construiu esta instalação, ou desenvolvidas diretamente pelo próprio proprietário (caso a construção da micro UHE tenha sido realizada de forma independente).

O manual de instruções do micro HPP deve conter as seguintes informações:

• lista de estruturas hidráulicas, sua finalidade e funções operacionais;
• lista de equipamentos, sua finalidade e funções operacionais;
• características dos materiais das estruturas hidráulicas (tipo de material de que é feita a estrutura, etc.);
• passaporte técnico e instruções de operação da unidade hidráulica (fornecidos pelo fabricante da unidade hidráulica);
• o procedimento para operação de uma microcentral hidrelétrica: em condições normais de operação, quando são evitadas enchentes e cheias, em período de geada, em condições de emergência;
• requisitos de segurança para operação de micro UHEs;
• o procedimento de preparação e reparação de estruturas hidráulicas e do aproveitamento hidroeléctrico de uma microcentral hidroeléctrica;
• datas aproximadas: início e fim da enchente; o aparecimento de lodo; congelamento da água do rio;
• características de fluxo de uma turbina hidráulica (hidroturbinas);
• lista e layout de todos os instrumentos de controle e medição (KIP);
• metodologia para realizar medições de instrumentação.

Abaixo estão as disposições gerais para a operação de micro UHEs, que contêm disposições aplicáveis ​​à maioria das micro UHEs do tipo desvio. Ao mesmo tempo, estas disposições gerais devem ser complementadas, em função do tipo de microcentral hidroeléctrica, da sua capacidade e das características hidráulicas específicas.

O procedimento para operar uma microcentral hidrelétrica

1. Iniciar e parar

1.1 No momento do lançamento da micro UHE, é necessário encher a bacia de pressão com água até o volume que assegure o funcionamento da unidade hidrelétrica, bem como a tubulação de pressão. No momento do enchimento com água, essas estruturas hidráulicas não podem fornecer água para a turbina.

1.2. Para encher as estruturas hidráulicas com água, é necessário abrir a comporta (comportas) da estrutura de captação de água e garantir a entrada de água no canal de desvio. A entrada de água no canal de desvio é assegurada pela abertura da comporta da estrutura de captação, que proporciona o enchimento necessário do canal de desvio e a passagem do fluxo de água necessário.

1.3. Se o canal de desvio e/ou conduto forçado contiver transbordamentos ou um sistema para descarregar o excesso de água, então a água pode ser puxada para tal canal de desvio com as comportas de entrada totalmente levantadas. No entanto, neste caso, deve-se lembrar que a passagem de um grande fluxo de água pode levar à erosão das estruturas hidráulicas de terra.

1.4. O enchimento da estrutura de captação de água com água até o nível em que seja possível o funcionamento da unidade hidrelétrica de uma microcentral hidrelétrica deve ser um sinal para abertura do abastecimento de água para a câmara da turbina. IMPORTANTE: ao abrir o abastecimento de água para a câmara da turbina, é necessário garantir que entulhos, areia e pedras não entrem na câmara da turbina com água da bacia de pressão. A vazão de água fornecida à turbina durante a partida não deve exceder 20% da vazão nominal da unidade hidráulica com um aumento gradual da vazão até 50% da vazão nominal da unidade hidráulica. Este fluxo é fornecido à turbina durante o tempo especificado nas instruções de operação da unidade hidráulica. Ao mesmo tempo, a unidade hidráulica opera sem carga durante o período de inicialização.

1.5. Partida e parada de uma hidroturbina, operação e manutenção (no exemplo de uma turbina radial-axial HLD260-LJ-28 com potência de 30 kW). Marcação de modelo significa o seguinte:

• HL - turbina hidráulica de fluxo misto;
• D260 - modelo de impulsor;
• L - eixo vertical;
• J - câmara espiral metálica;
• 28 - diâmetro nominal do impulsor (28 cm).

Preparação pré-operacional

1) Verifique se a saída do canal de descarga está localizada na profundidade necessária sob a água (de acordo com os requisitos para a unidade hidráulica).

2) Verifique se todas as peças rotativas estão em movimento.

3) Verifique se os parafusos e porcas estão apertados.

4) Verifique se o nível do óleo está no nível adequado (conforme os requisitos para a unidade hidráulica).

5) Verifique se todas as peças a serem lubrificadas estão suficientemente lubrificadas.

6) Verifique se há objetos próximos à máquina que possam bloquear o movimento de suas partes individuais.

7) Verifique o quadro de distribuição e a fiação.

8) Abra a trava superior (trava) e verifique se há algum vazamento nas conexões da tubulação de pressão.

Lançar

1) Abra o portão principal para que a voluta comece a encher de água. Em seguida, ligue o manômetro e o vacuômetro.

2) Gire lentamente o volante de controle de velocidade, acione a palheta piloto e deixe a máquina em marcha lenta até atingir a velocidade desejada. ATENÇÃO: é necessário garantir que a velocidade não ultrapasse os limites permitidos.

3) Observe o frequencímetro para ver se está estável em 50 Hz. Quando a unidade atingir os valores normais, aumente gradualmente a carga e coloque o controlador de velocidade no modo de autocontrole.

4) O grau de abertura do distribuidor de água deve ser compatível com a carga do gerador de energia. É ajustado pela alavanca de controle de velocidade, levando em consideração a velocidade de rotação do gerador.

Teste da turbina hidráulica

Antes de colocar a turbina em operação, é necessário colocá-la em modo de teste e monitorar o bom funcionamento de todas as suas partes.

1) De acordo com a partida da hidroturbina, primeiro deixe que a velocidade de rotação da unidade atinja a metade do valor necessário. Opere a turbina sem carga por 4 horas. Monitore se há algum fenômeno imprevisto na operação da unidade. Se tudo estiver em ordem, aumente a velocidade das revoluções até o valor necessário e deixe em operação contínua por mais 4 horas.

2) Depois de operar a turbina sem carga com sucesso, aumente gradualmente a carga alternadamente em 25%, 50%, 75% e até a carga total. Uma vez atingida a carga total, a unidade deve ser testada por 72 horas (carga total). Monitore de perto o funcionamento de todas as partes da unidade. Registre o status operacional da unidade a cada hora. Se tudo estiver em ordem, coloque a unidade em pleno funcionamento. Se, no entanto, forem detectados fenômenos inesperados durante o teste, é necessário parar imediatamente a unidade, identificar e eliminar sua causa.

Parando a turbina hidráulica

1) Feche o sistema de distribuição de água.

2) Desligue os consumidores.

3) Feche a válvula de entrada de água.

4) Desligue o manômetro e o manômetro de vácuo.

5) Limpe a parte externa da unidade.

6) Quando a unidade estiver parada por muito tempo, ou quando estiver congelada, é necessário abrir a válvula de drenagem localizada na parte inferior da câmara espiral, drenar a água acumulada e limpar o acúmulo de impurezas.

Parada de emergência

Se ocorrerem as seguintes situações durante o funcionamento da unidade, é necessário suspender imediatamente o seu funcionamento e efetuar o registo adequado no registo de funcionamento:

1) A potência da unidade diminuiu significativamente.

2) O gerador ou controlador de velocidade está com defeito.

3) Vibrações agudas da unidade ou ruído incomum.

4) O rolamento superaqueceu.

5) A unidade "corre" para os lados (se o controlador de velocidade estiver no modo de autocontrole, coloque a operação em marcha lenta e pare).

2. Procedimento operacional em condições normais de operação

2.1. A operação das estruturas hidráulicas deve garantir o fornecimento ininterrupto de água da estrutura de captação de água ao canal de desvio em quantidade que garanta o funcionamento da unidade hidráulica sob carga. Um excesso significativo de abastecimento de água ao canal de desvio pode levar a perigosos escorrimentos a jusante.

2.2. Para evitar danos ao canal de desvio (especialmente se o canal for de terra), não deve ser permitida uma mudança muito rápida no nível da água no canal (por exemplo, um grande volume de água deve ser aplicado abruptamente).

2.3. A fim de evitar a erosão das margens, não é permitida a passagem de fluxos de água que excedam o volume permitido.

2.4. Para evitar que o ar entre na câmara da turbina, o nível de água ajustado na bacia de pressão não deve diminuir. A entrada de ar na câmara da turbina é um fenômeno muito perigoso e pode levar ao golpe de aríete da turbina. No caso de formação de funis na superfície da água na estrutura de pressão, é necessário reduzir o fluxo de água para a turbina e/ou aumentar a entrada de água na estrutura de captação.

2.5. Se o reservatório de água estiver equipado com um dispositivo de transbordamento e/ou descarga de água, o fornecimento de água poderá ser aumentado. Isso permitirá o abastecimento de água em caso de aumento acentuado do consumo de água da hidrelétrica e a limpeza parcial do lixo que flutua na superfície.

2.6. Operação e manutenção de turbinas hidráulicas:

1) Verifique periodicamente o aperto de várias partes da unidade.

2) Verifique periodicamente o aperto de todas as porcas e parafusos.

3) Monitore a capacidade de manutenção e mobilidade de todas as partes móveis da unidade.

4) Meça periodicamente a pressão da água na câmara espiral e o vácuo no canal de descarga, registrando os dados medidos no registro de trabalho.

5) Certifique-se de que a corrosão por cavitação não se forma nas pás do impulsor.

6) Abasteça regularmente com óleo lubrificante nos locais necessários da unidade.

7) É recomendável realizar uma inspeção técnica e mini-reparo da unidade a cada três meses, e uma vez por ano para realizar uma revisão geral. São necessárias inspeções significativamente mais frequentes de peças-chave, como impulsor, rolamentos, etc.

8) A partida, operação e parada da unidade devem ser realizadas estritamente de acordo com o procedimento prescrito.

9) Se ocorrer um mau funcionamento durante a operação da unidade, é necessário fazer uma gravação inicial.

10) O local de produção deve ser mantido limpo. Peças sobressalentes, lubrificantes e consumíveis, ferramentas devem estar presentes sem falta.

2.7. A pessoa que opera a micro UHE deve fazer a inspeção visual diária das estruturas hidráulicas e da unidade hidrelétrica da micro UHE, inserindo informações sobre os resultados da inspeção no Diário de Fiscalização e Observação da Micro UHE. O log deve conter as seguintes informações:

• a data da inspeção;
• dados sobre medição de nível e volume de água em estruturas hidráulicas;
• informações sobre a presença de detritos nos mecanismos de retenção de lixo e a necessidade de limpar os mecanismos de detritos;
• informações sobre a presença de sedimentos nas armadilhas e a necessidade de limpá-las;
• informações sobre os danos detectados nas estruturas hidráulicas das micro UHEs;
• data do desligamento da microcentral hidrelétrica e os motivos que ocasionaram tal suspensão;
• outras informações fornecidas para inclusão no Diário de Inspeção e Observação de Micro UHEs de acordo com as instruções.

No inverno, as informações sobre o congelamento de estruturas hidráulicas e a presença (ou ausência) de lodo devem ser inseridas no registro.

3. Proteção da tubulação de pressão e turbina contra lixo

3.1. Durante a operação de uma micro UHE, é necessário garantir a proteção dos equipamentos da turbina contra lixo flutuante (vegetação lenhosa, grama, lixo doméstico flutuante, etc.).

3.2. O sistema de proteção micro HPP contra lixo deve prever a instalação de mecanismos de retenção de lixo em todas as estruturas hidráulicas ao longo do caminho do movimento da água desde a estrutura de entrada de água até as tubulações de pressão. Para proteger as turbinas das micro UHEs do lixo que entrou na bacia de pressão, a água da bacia de pressão deve passar por grades de retenção de detritos antes de entrar na tubulação de pressão.

3.3. A concepção e construção da estrutura de captação de água de uma microcentral hidroeléctrica (em microcentral hidroeléctrica do tipo desvio) é efectuada de forma a garantir que a maior parte do lixo seja limpa pelo escoamento da água para rio, evitando que o lixo entre no canal de desvio.

O projeto da bacia de pressão deve prever um sistema de organização da água de forma que o fluxo principal de água direcione o lixo para o conduto de dejetos.

3.4. A limpeza dos dispositivos de retenção de lixo deve ser realizada regularmente para evitar a diminuição do volume de água fornecida à turbina. No momento da enchente, a limpeza dos dispositivos de retenção de lixo deve ser realizada com mais frequência do que durante a operação normal da micro UHE.

3.5. Se uma grande quantidade de detritos for gerada no rio em que a microcentral hidrelétrica está construída, então, para evitar danos à microcentral hidrelétrica, é permitido interromper a operação da microcentral hidrelétrica antes do final do período de cheia. Nesse caso, a captação de água da instalação de captação de água é suspensa (esta ação, via de regra, é aceitável apenas para micro UHEs do tipo desvio) e o funcionamento dos equipamentos da micro UHE é interrompido.

3.6. As informações sobre a limpeza de entulhos de estruturas hidráulicas são inseridas no registro de inspeção e observação de microcentrais hidrelétricas.

4. Controle de sedimentos

4.1. Dificuldades na operação de microcentrais hidrelétricas geralmente surgem devido ao assoreamento de estruturas hidráulicas e ao desgaste abrasivo significativo dos rotores das turbinas. O projeto e construção de estruturas hidráulicas de microcentrais hidrelétricas deve incluir a construção de vários tipos de armadilhas para pedras, lodo e areia.

4.2. As principais medidas de controle de sedimentos são:

• realização de obras de proteção das margens para evitar a destruição e erosão das margens do canal de desvio;
• instalação de sifões para pedras, areia e lodo ao longo do percurso da água desde a estrutura de captação até à conduta forçada;
• remoção periódica de sedimentos em armadilhas e, se necessário, nas estruturas hidráulicas correspondentes.

4.3. Se a remoção de sedimentos pode levar à entrada de areia e, mais ainda, de pedras na tubulação de pressão, é necessário suspender a operação da microcentral hidrelétrica durante a limpeza das estruturas hidráulicas dos sedimentos.

4.4. A limpeza de armadilhas e estruturas hidráulicas de sedimentos deve ser realizada regularmente. A frequência da limpeza depende da taxa de entupimento das estruturas hidráulicas e dos coletores de sedimentos instalados nelas. Levando em conta as características naturais e hidrológicas dos rios, bem como as diferenças entre as micro-UHEs (ausência de quase duas micro-UHEs idênticas), o proprietário de uma micro-UHE deve determinar independentemente a frequência de limpeza das micro-UHEs de sedimentos

4.5. As informações sobre a limpeza de estruturas hidráulicas de sedimentos são registradas no diário de inspeção e observação de microcentrais hidrelétricas.

5. Inundações passageiras (inundações)

5.1. Todos os anos, antes do início do período de cheias, o proprietário da micro UHE deve determinar a lista de medidas necessárias para a passagem normal das cheias de primavera (inundações).

5.2. No caso de uma UHE do tipo desvio, uma condição importante para a efetiva passagem das cheias é uma estrutura de captação de água bem projetada e construída. A instalação da estrutura de captação de água é realizada de forma que não fique no caminho da enchente. Ele deve estar localizado na curva interna do rio para que o fluxo principal de cheia atinja a margem oposta do rio, e não diretamente na estrutura de captação.

5.3. Destruição de estruturas hidráulicas por inundações devido ao fluxo descontrolado de água para o canal de desvio. A entrada descontrolada de vazão de água em decorrência de uma enchente pode ocorrer quando um novo canal (adicional) é formado a montante da micro UHE ou em caso de aumento da calha do rio. Para evitar tal situação, é necessário realizar obras de reforço da margem do rio em locais de possível erosão, onde poderá se formar um novo leito do rio, o que levará à destruição de estruturas hidráulicas e equipamentos de microcentrais hidrelétricas.

5.4. No caso de pequenas micro UHEs com uma unidade hidrelétrica relativamente pequena, faz sentido desmontá-la e movê-la para um local seguro.

5.5. O projeto e a construção de estruturas hidráulicas para micro-UHEs devem levar em conta informações sobre as cheias anteriormente disponíveis no rio em que se pretende construir uma micro-UHE. Esta informação pode ser obtida junto da população local e dos serviços competentes (Ministério das Situações de Emergência, Departamento de Recursos Hídricos, serviços de rega). Com o acúmulo da experiência de passagem por enchentes, mudanças no procedimento operacional das microcentrais hidrelétricas durante as cheias devem ser introduzidas nas instruções de operação das micro-UHEs.

5.6. Após a passagem das cheias, todas as estruturas hidráulicas, em especial as fixações a jusante, bem como os equipamentos, devem ser vistoriados, identificados os danos e determinado o prazo para a sua eliminação.

5.6. As informações sobre as cheias, suas datas de início e término, bem como os resultados de sua passagem, são inseridas no diário de inspeção e observação de microcentrais hidrelétricas.

6. Operação em temperaturas negativas

6.1. Todos os anos, antes do início de um período de temperaturas negativas, é necessário determinar uma lista de medidas para a passagem normal desse período.

6.2. Antes do período de temperaturas negativas, é necessário verificar:

• prontidão para operação de portões destinados a operação no período de inverno, bem como manutenção de vedações;
• prontidão dos dispositivos de descarga de lodo, mecanismos de limpeza da grade (se houver);
• manutenção de dispositivos para aquecimento e isolamento de portões, grades, ranhuras, peças embutidas e mecanismos de elevação;
• manutenção da instrumentação;
• ferramentas e dispositivos (ancinhos, pás, etc.).

Também é necessário identificar pessoas para remoção XNUMX horas por dia de gelo, lodo e preparar para operação no inverno as instalações em que a unidade hidráulica está localizada, a fim de evitar o congelamento de equipamentos e instrumentação

6.3. Portões e estruturas hidráulicas, por período de temperaturas negativas, são submetidos a inspeção diária para congelamento.

6.4. A formação de congestionamento mínimo devido a gelo e massas de gelo no canal de desvio e na bacia de pressão não deve ser permitida. Quando o gelo se forma em estruturas hidráulicas, é necessário realizar imediatamente trabalhos para removê-lo das estruturas.

6.5. A luta contra o lodo e o gelo deve ser realizada das seguintes maneiras

• instalação para o período de inverno de grades com grandes vãos entre as hastes.
• remoção de lama e gelo da estrutura de pressão. A remoção pode ser feita parcialmente pelo conduto de dejetos (se houver), devendo-se tomar cuidado para que o conduto de dejetos não fique entupido;
• remoção de lodo e gelo por pessoas usando vários tipos de dispositivos: ancinhos, forcados, pás, etc.;
• é possível instalar aquecimento elétrico das grades de retenção de lixo para evitar a formação de gelo sobre as mesmas.

6.6. Para evitar o entupimento das grelhas com lodo e gelo flutuante, o que pode levar à diminuição do volume de água que entra na turbina, é necessário limpar constantemente a grelha. O lodo pode passar pela grelha.

6.7. Para o movimento livre de lodo ao longo do canal de desvio, as seguintes medidas devem ser tomadas:

• microcentral hidrelétrica não deve operar em carga máxima;
• todos os obstáculos que impeçam o movimento suave e uniforme do lodo devem ser removidos para evitar a formação de congestionamentos na derivação.

6.8. No registro de inspeção e observação de micro UHEs, devem ser indicados locais no canal de desvio onde ocorre glaciação rápida, para lascar oportunamente o gelo a fim de evitar a formação de atolamentos de gelo.

6.9. Em caso de desligamento de uma microcentral hidrelétrica durante um período de temperaturas negativas, é necessário:

• drenar a água da câmara da turbina e da tubulação de pressão;
• fechar o acesso de água a essas estruturas e mecanismos;
• fechar a comporta na estrutura de captação de água com a cessação do abastecimento de água ao canal de desvio.

Essas medidas são realizadas para evitar a falha da unidade hidráulica e da tubulação de pressão.

Manutenção de estruturas hidráulicas

As tarefas de manutenção são:

• manutenção operacional contínua de estruturas hidráulicas (inspeções, eliminação de pequenos defeitos, remoção de entulhos e vegetação, limpeza de valas, limpeza de neve no inverno, etc.);
• acompanhamento de estruturas, realizando os levantamentos e estudos necessários;
• identificação de defeitos, cuja eliminação requer reparos;
• manutenção de documentação técnica para avaliação do estado das estruturas.

7. Manutenção de estruturas hidráulicas

7.1. Durante a operação de uma microcentral hidrelétrica, ao longo do tempo, danos de cavitação (danos causados ​​pela água) podem aparecer nas superfícies de concreto na forma de reentrâncias, voçorocas, rachaduras, etc. Isso ocorre devido ao impacto direcionado de fluxos de água para determinados lugares. Ao realizar trabalhos de reparo em tais superfícies, todos os danos ocorridos devem ser eliminados (paredes são alisadas, partes de reforço salientes (devido a lascas de pedaços de concreto) devem ser cortadas rente à superfície de concreto ou seladas em seu estado original.

Se forem encontradas trincas no corpo da estrutura, é necessário determinar as causas de sua ocorrência e realizar reparos para eliminá-las.

7.2. Durante a operação de estruturas hidráulicas feitas de materiais do solo, é possível a formação de ravinas, rachaduras, deslizamentos de terra, subsidência, lavagem do solo; é necessário determinar as causas de sua ocorrência e realizar trabalhos de reparo adequados.

7.3. Em canais de desvio, é necessário remover todos os obstáculos que restringem a seção de trabalho do canal e causam perdas de pressão ao longo do canal: restos de estacas não removidos, suportes de pontes temporárias, restos de barreiras de reparação, ensecadeiras, saliências de margens não cortadas, etc.

7.4. Caso o canal atravesse povoações, é necessário dispor de descidas para a tomada de água doméstica, dotadas de medidas de segurança adicionais em caso de queda de pessoas à água. A escolha dos pontos de captação de água deve ser acordada com a organização operadora e as autoridades locais.

7.5. As estruturas ao longo da rota de derivação (seleduks, tubulações de fluxo de lama, descargas de águas pluviais, valas de terras altas e outras) devem ser prontamente limpas de sedimentos e assoreamento e mantidas em condições de funcionamento.

7.6. As paradas planejadas de micro UHEs devem ser usadas para inspecionar estruturas hidráulicas, limpá-las de sedimentos e detritos e também para realizar reparos.

8. Mau funcionamento frequente e formas de eliminá-los (no exemplo de uma turbina radial-axial HLD260-LJ-28 com potência de 30 kW)

Autores: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.

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