Bibliothèque technique gratuite ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Exploitation et maintenance de microcentrales hydroélectriques. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives L'exploitation et l'entretien des microcentrales hydroélectriques doivent être effectués conformément aux instructions d'exploitation des microcentrales hydroélectriques. Afin de surveiller en permanence l'état des microcentrales hydroélectriques, ainsi que les paramètres de l'eau, les propriétaires de microcentrales hydroélectriques doivent tenir un journal d'inspection et d'observation des microcentrales hydroélectriques. Ce journal contient des données d'inspections (observations et mesures) des équipements et ouvrages hydrauliques des microcentrales hydroélectriques, des paramètres de l'eau, tant dans la rivière que dans les ouvrages hydrauliques des microcentrales hydroélectriques. La notice d'exploitation peut être fournie au propriétaire d'une microcentrale hydroélectrique, soit par la personne (ou l'organisme entrepreneur) qui a construit cette installation, soit élaborée directement par le propriétaire lui-même (si la construction de la microcentrale hydroélectrique a été réalisée indépendamment). Le manuel d'utilisation d'une micro HPP doit contenir les informations suivantes :
Vous trouverez ci-dessous des dispositions générales sur la procédure d'exploitation des microcentrales hydroélectriques, qui contiennent des dispositions applicables à la plupart des microcentrales hydroélectriques du type de dérivation. Par ailleurs, ces dispositions générales doivent être complétées, en fonction du type de microcentrale hydroélectrique, de sa puissance et de ses spécificités hydrauliques. La procédure d'exploitation d'une micro centrale hydroélectrique 1. Démarrer et arrêter 1.1 Au moment du démarrage de la microcentrale hydroélectrique, il est nécessaire de remplir la piscine sous pression d'eau jusqu'à un volume qui assure le fonctionnement de l'unité hydraulique, ainsi que de la canalisation sous pression. Pendant que les ouvrages hydrauliques spécifiés sont remplis d'eau, l'alimentation en eau de la turbine n'est pas autorisée. 1.2. Pour remplir les ouvrages hydrauliques en eau, il est nécessaire d'ouvrir la ou les vannes de l'ouvrage de prise d'eau et d'assurer l'amenée de l'eau dans le canal de dérivation. L'apport d'eau dans le canal de dérivation est assuré en ouvrant la vanne de l'ouvrage de prise d'eau de manière à permettre le remplissage nécessaire du canal de dérivation et le passage du débit d'eau requis. 1.3. Si le canal de dérivation et/ou le bassin sous pression contient des trop-pleins ou un système d'évacuation de l'eau excédentaire, alors l'eau peut être aspirée dans un tel canal de dérivation avec les vannes de l'ouvrage de prise d'eau complètement relevées. Cependant, dans ce cas, il faut garder à l’esprit que l’absence d’un débit d’eau important peut entraîner une érosion des ouvrages hydrauliques en terre. 1.4. Le remplissage de l'ouvrage de prise d'eau avec de l'eau jusqu'à un niveau auquel le fonctionnement de l'unité hydraulique d'une microcentrale hydroélectrique est possible devrait être un signal d'ouverture de l'alimentation en eau de la chambre de la turbine. IMPORTANT : au moment où l'alimentation en eau de la chambre de la turbine est ouverte, il faut s'assurer qu'aucun débris, sable ou cailloux ne pénètrent dans la chambre de la turbine avec l'eau du bassin sous pression. Le débit d'eau fourni à la turbine lors du démarrage ne doit pas dépasser 20 pour cent du débit nominal de l'unité hydraulique, le débit augmentant progressivement jusqu'à 50 pour cent du débit nominal de l'unité hydraulique. Ce débit est fourni à la turbine pendant la durée précisée dans la notice d'utilisation de l'unité hydraulique. Dans ce cas, l'unité hydraulique fonctionne sans charge lors du démarrage. 1.5. Démarrage et arrêt d'une turbine hydraulique, fonctionnement et maintenance (en prenant l'exemple d'une turbine radial-axiale HLD260-LJ-28 d'une puissance de 30 kW). Le marquage du modèle signifie ce qui suit :
Préparation pré-opératoire 1) Vérifiez si la sortie du canal de sortie se trouve à la profondeur requise sous l'eau (selon les exigences de l'unité hydraulique). 2) Vérifiez si toutes les pièces rotatives sont en mouvement. 3) Vérifiez que les boulons et les écrous sont bien serrés. 4) Vérifiez si le niveau d'huile est au niveau approprié (selon les exigences de l'unité hydraulique). 5) Vérifiez si toutes les pièces à lubrifier sont suffisamment lubrifiées. 6) Vérifiez s'il y a des objets à proximité de l'unité qui pourraient bloquer le mouvement de ses différentes pièces. 7) Vérifier le tableau et le câblage. 8) Ouvrez la vanne supérieure (écluse) et vérifiez s'il y a des fuites au niveau des raccords des tuyaux de pression. Запуск 1) Ouvrez la vanne principale pour que la chambre en spirale commence à se remplir d'eau. Allumez ensuite le manomètre et le vacuomètre. 2) Tournez lentement le volant de commande de vitesse, démarrez l'aube directrice et laissez l'appareil tourner au ralenti pour atteindre la vitesse requise. AVERTISSEMENT : Il est nécessaire de s'assurer que la vitesse ne dépasse pas les limites autorisées. 3) Regardez le fréquencemètre : son indicateur est-il stable à 50 Hz. Une fois que l'unité atteint des performances normales, augmentez progressivement la charge et passez le régulateur de vitesse en mode d'autocontrôle. 4) Le degré d'ouverture du distributeur d'eau doit être cohérent avec la charge du générateur électrique. Il est régulé par le levier du régulateur de vitesse, en tenant compte de la vitesse de rotation du générateur électrique. Essai de fonctionnement de la turbine hydraulique Avant de mettre la turbine en service, il est nécessaire de la faire fonctionner en mode test et de contrôler la cohérence de toutes ses pièces. 1) En fonction de l'avancement du démarrage de la turbine hydraulique, laissez d'abord la vitesse de rotation de l'unité atteindre la moitié de la valeur requise. Faites fonctionner la turbine sans charge pendant 4 heures. Surveillez si des phénomènes imprévus se produisent lors du fonctionnement de l'unité. Si tout est normal, augmentez la vitesse de rotation jusqu'à la valeur requise et laissez fonctionner en continu pendant encore 4 heures. 2) Après avoir fait fonctionner la turbine sans charge, augmentez progressivement la charge alternativement de 25 %, 50 %, 75 % et jusqu'à pleine charge. Une fois la pleine charge atteinte, il est nécessaire de tester le fonctionnement de l'unité pendant 72 heures (en mode pleine charge). Surveillez attentivement le fonctionnement de toutes les parties de l’unité. Enregistrez l’état de fonctionnement de l’unité toutes les heures. Si tout est normal, mettez l'appareil en service complet. Si des phénomènes inattendus sont découverts lors du test, il est nécessaire d'arrêter immédiatement l'unité, d'identifier et d'éliminer leur cause. Arrêt de la turbine hydroélectrique 1) Fermez le système de distribution d'eau. 2) Éteignez les consommateurs. 3) Fermez le robinet d'arrivée d'eau. 4) Éteignez le manomètre et le vacuomètre. 5) Essuyez l'extérieur de l'appareil. 6) Lors d'un arrêt prolongé de l'unité ou lorsqu'elle gèle, il est nécessaire d'ouvrir le robinet de vidange situé dans la partie inférieure de la chambre en spirale, de vidanger l'eau accumulée et de nettoyer l'accumulation d'impuretés. Arrêt d'urgence Si les situations suivantes se produisent pendant le fonctionnement de l'unité, il est nécessaire d'arrêter immédiatement son fonctionnement et de faire une entrée appropriée dans le journal d'exploitation : 1) La puissance de l'unité a considérablement diminué. 2) Le générateur ou le régulateur de vitesse est hors service. 3) Fortes vibrations de l'appareil ou bruit inhabituel. 4) Le roulement a surchauffé. 5) L'unité « tourne » sur les côtés (si le variateur fonctionne en mode autocontrôle, mettre le fonctionnement au ralenti puis arrêter). 2. Mode opératoire dans des conditions normales de fonctionnement 2.1. L'exploitation des ouvrages hydrauliques doit assurer un approvisionnement ininterrompu en eau de l'ouvrage de prise d'eau jusqu'au canal de dérivation dans un volume permettant d'assurer le fonctionnement de l'unité hydraulique en charge. Un dépassement significatif du volume d'eau fourni au canal de dérivation peut entraîner une érosion dangereuse en aval. 2.2. Afin d'éviter tout dommage au canal de dérivation (surtout si le canal est en terre), des changements très rapides du niveau d'eau dans le canal ne doivent pas être autorisés (par exemple, l'apport soudain d'un grand volume d'eau). 2.3. Afin de prévenir l'érosion des berges, les débits d'eau dépassant le volume autorisé ne sont pas autorisés. 2.4. Afin d'empêcher l'air de pénétrer dans la chambre de la turbine, le niveau d'eau réglé dans la piscine sous pression ne doit pas diminuer. L'entrée d'air dans la chambre de la turbine est un phénomène très dangereux et peut entraîner des chocs hydrauliques de la turbine. Si des entonnoirs se forment à la surface de l'eau dans l'ouvrage sous pression, il est nécessaire de réduire le débit d'eau entrant dans la turbine et/ou d'augmenter la prise d'eau au niveau de l'ouvrage de prise d'eau. 2.5. Si le bassin d'eau est équipé d'un trop-plein d'eau et/ou d'un dispositif d'évacuation, l'alimentation en eau peut être augmentée. Ceci vous permettra de disposer d'une réserve d'eau en cas de forte augmentation de la consommation d'eau par le groupe hydraulique et assurera un nettoyage partiel des débris flottant en surface. 2.6. Exploitation et maintenance des turbines hydroélectriques : 1) Vérifier périodiquement l'étanchéité des différentes pièces de l'appareil. 2) Vérifiez périodiquement le serrage de tous les écrous et boulons. 3) Surveiller l'état de fonctionnement et la mobilité de toutes les pièces mobiles de l'unité. 4) Mesurez périodiquement la pression de l'eau dans la chambre en spirale et le vide dans le canal de sortie, tout en enregistrant les données de mesure dans le journal de travail. 5) Assurez-vous qu'aucune corrosion par cavitation ne se forme sur les aubes de la turbine. 6) Remplir régulièrement d'huile de lubrification aux endroits requis de l'unité. 7) Il est recommandé d'effectuer un contrôle technique et une mini-réparation de l'appareil une fois tous les trois mois, et d'effectuer une révision majeure une fois par an. Beaucoup plus souvent, il est nécessaire de vérifier les pièces principales, telles que la roue, les roulements, etc. 8) Le démarrage, l'exploitation et l'arrêt de l'unité doivent être effectués en stricte conformité avec les procédures prescrites. 9) Si des problèmes surviennent pendant le fonctionnement de l'appareil, il est nécessaire d'effectuer un premier enregistrement. 10) Le site de production doit être maintenu propre. Les pièces de rechange, les lubrifiants et consommables ainsi que les outils doivent être présents. 2.7. La personne qui exploite la microcentrale hydroélectrique doit assurer une inspection visuelle quotidienne des ouvrages hydrauliques et de l'unité hydraulique de la microcentrale hydroélectrique et inscrire les informations sur les résultats de l'inspection dans le carnet d'inspection et d'observation de la microcentrale hydroélectrique. Le journal doit contenir les informations suivantes :
Durant la période hivernale, les informations sur le givrage des ouvrages hydrauliques et la présence (ou l'absence) de neige fondante doivent être inscrites au carnet. 3. Protection de la conduite sous pression et de la turbine contre les détritus 3.1. Lors de l'exploitation d'une microcentrale hydroélectrique, il est nécessaire d'assurer la protection des équipements de turbine des débris flottants (végétation ligneuse, herbe, déchets ménagers flottants, etc.). 3.2. Le système de protection des micro-centrales hydroélectriques contre les débris devrait inclure l'installation de mécanismes de retenue des débris sur toutes les structures hydrauliques le long du trajet de l'eau depuis la structure de prise d'eau jusqu'aux canalisations sous pression. Afin de protéger les turbines des microcentrales hydroélectriques des débris ayant pénétré dans le bassin sous pression, l'eau du bassin sous pression doit passer à travers des grilles retenant les débris avant d'entrer dans la canalisation sous pression. 3.3. La conception et la construction d'un ouvrage de prise d'eau pour une micro centrale hydroélectrique (dans une micro centrale hydroélectrique de type dérivation) est réalisée de manière à garantir que la majeure partie des déchets soit épurée par l'écoulement de l'eau dans la rivière, empêchant ainsi les déchets de pénétrer dans le canal de dérivation. La conception du bassin sous pression doit inclure un système d'organisation de l'eau de telle sorte que le flux principal d'eau dirige les débris vers le conduit d'évacuation. 3.4. Le nettoyage des dispositifs retenant les débris doit être effectué régulièrement pour éviter une diminution du volume d'eau fourni à la turbine. Lors d'une inondation, le nettoyage des dispositifs retenant les débris doit être effectué plus souvent que lors du fonctionnement d'une microcentrale hydroélectrique en mode normal. 3.5. Si une grande quantité de déchets est générée dans la rivière sur laquelle une microcentrale hydroélectrique est construite pendant une période de crue, alors pour éviter une panne de la microcentrale hydroélectrique, il est permis d'arrêter le fonctionnement de la microcentrale hydroélectrique jusqu'à ce que la fin de la période des inondations. Dans ce cas, la prise d'eau de l'ouvrage de prise d'eau est suspendue (cette action, en règle générale, n'est acceptable que pour les microcentrales hydroélectriques de type dérivation) et le fonctionnement des équipements de la microcentrale hydroélectrique est arrêté. 3.6. Les informations sur le nettoyage des ouvrages hydrauliques des débris sont inscrites dans le journal d'inspection et d'observation de la microcentrale hydroélectrique. 4. Contrôle des sédiments 4.1. Des difficultés d'exploitation des microcentrales hydroélectriques surviennent souvent en raison de l'envasement des ouvrages hydrauliques et de l'usure abrasive importante des roues des turbines. La conception et la construction d'ouvrages hydrauliques pour les microcentrales hydroélectriques devraient inclure la construction de différents types de pièges à limon et à grès. 4.2. Les principales mesures de contrôle des sédiments sont :
4.3. Si le nettoyage des sédiments peut entraîner la pénétration de sable, et plus encore de pierres, dans la canalisation sous pression, il est alors nécessaire de suspendre le fonctionnement de la microcentrale hydroélectrique pendant le nettoyage des structures hydrauliques des sédiments. 4.4. Les pièges et les ouvrages hydrauliques doivent être régulièrement nettoyés des sédiments. La fréquence des nettoyages dépend du taux de colmatage des ouvrages hydrauliques et des pièges à sédiments qui y sont installés. Compte tenu des caractéristiques naturelles et hydrologiques des rivières, ainsi que des différences entre les microcentrales hydroélectriques (absence de quasiment deux microcentrales hydroélectriques identiques), le propriétaire d'une microcentrale hydroélectrique doit déterminer indépendamment la fréquence de nettoyer la micro centrale hydroélectrique des sédiments 4.5. Les informations sur le nettoyage des ouvrages hydrauliques des sédiments sont inscrites dans le journal d'inspection et d'observation de la microcentrale hydroélectrique. 5. Sauter les inondations (inondations) 5.1. Chaque année, avant le début de la période de crue, le propriétaire d'une microcentrale hydroélectrique doit déterminer une liste de mesures nécessaires au passage normal des crues printanières (crues). 5.2. Dans le cas des centrales hydroélectriques de type dérivation, une condition importante pour le passage efficace des crues est une structure de prise d'eau correctement conçue et construite. L’ouvrage de prise d’eau est installé de telle manière qu’il ne se trouve pas sur le chemin de l’inondation. Il doit être situé dans le coude intérieur de la rivière, de manière à ce que le débit principal de la crue frappe la rive opposée de la rivière, et non directement au niveau de l'ouvrage de prise d'eau. 5.3. Destruction des ouvrages hydrauliques par inondations dues à un débit d’eau incontrôlé entrant dans le canal de dérivation. L'entrée d'un débit d'eau incontrôlé à la suite d'une crue peut se produire lorsqu'un nouveau canal (supplémentaire) est formé en amont d'une microcentrale hydroélectrique ou en cas d'augmentation du lit de la rivière. Pour éviter une telle situation, il est nécessaire de réaliser des travaux de renforcement des berges du fleuve dans les endroits d'érosion possible, où un nouveau lit de rivière pourrait se former, ce qui entraînerait la destruction des ouvrages hydrauliques et des équipements des microcentrales hydroélectriques. 5.4. Dans le cas de petites microcentrales hydroélectriques dotées d’une unité hydraulique relativement petite, il est judicieux de la démonter et de la déplacer dans un endroit sûr. 5.5. La conception et la construction des ouvrages hydrauliques d'une microcentrale hydroélectrique doivent tenir compte des informations sur les crues qui existaient auparavant sur la rivière sur laquelle la construction d'une microcentrale hydroélectrique est proposée. Ces informations peuvent être obtenues auprès de la population locale et des services concernés (Ministère des Situations d'Urgence, Direction des Ressources en Eau, Services d'Irrigation). À mesure que l'expérience en matière d'inondations s'accumule, des modifications dans la procédure d'exploitation des microcentrales hydroélectriques pendant les inondations devraient être apportées aux instructions d'exploitation des microcentrales hydroélectriques. 5.6. Après le passage des crues, tous les ouvrages hydrauliques, notamment les fixations aval, ainsi que les équipements, doivent être inspectés, les dommages identifiés et le délai de leur élimination déterminé. 5.6. Les informations sur les crues, leurs dates de début et de fin, ainsi que les résultats de leur passage sont inscrites dans le carnet d'inspection et d'observation de la microcentrale hydroélectrique. 6. Fonctionnement à températures négatives 6.1. Chaque année, avant le début d'une période de températures négatives, il est nécessaire de déterminer une liste de mesures pour le passage normal de cette période. 6.2. Avant la période de températures négatives, il faut vérifier :
Il est également nécessaire d'identifier les personnes chargées d'évacuer la glace et les boues XNUMX heures sur XNUMX et de préparer les locaux dans lesquels se trouve l'unité hydraulique pour un fonctionnement en hiver afin d'éviter le gel des équipements et de l'instrumentation. 6.3. Pendant les périodes de températures inférieures à zéro, les vannes et les ouvrages hydrauliques sont soumis à une inspection quotidienne du gel. 6.4. La formation de congestions, même minimes, dues à la glace et aux masses de glace dans le canal de dérivation et le bassin de pression ne doit pas être autorisée. Lorsque de la glace se forme dans les ouvrages hydrauliques, il est nécessaire d'effectuer immédiatement des travaux pour l'enlever des ouvrages. 6.5. La lutte contre les boues et le verglas doit être menée de la manière suivante
6.6. Pour éviter le colmatage des grilles par de la neige fondante et de la glace flottante, pouvant entraîner une diminution du volume d'eau entrant dans la turbine, il est nécessaire de nettoyer en permanence la grille. Il est permis de faire passer les boues à travers la grille. 6.7. Pour assurer un mouvement fluide de la neige fondante à travers le canal de dérivation, les mesures suivantes doivent être prises :
6.8. Le carnet d'inspection et d'observation d'une microcentrale hydroélectrique doit indiquer les endroits du canal de dérivation où se produit une glaciation rapide afin de briser rapidement la glace afin d'éviter la formation d'un embâcle. 6.9. En cas d'arrêt d'une microcentrale hydroélectrique en période de températures négatives, il faut :
Ces mesures sont prises afin d'éviter la défaillance de l'unité hydraulique et de la canalisation sous pression. Maintenance des ouvrages hydrauliques Les tâches de maintenance sont :
7. Entretien des ouvrages hydrauliques 7.1. Lors du fonctionnement d'une microcentrale hydroélectrique, au fil du temps, des dommages par cavitation (dommages causés par l'eau) peuvent apparaître sur les surfaces en béton, sous forme de creux, de ravins, de fissures, etc. certains endroits. Lors de travaux de réparation sur de telles surfaces, tous les dommages survenus doivent être éliminés (les murs sont lissés, les parties de renforcement saillantes (dues à la rupture de morceaux de béton) doivent être coupées au ras de la surface du béton ou scellées dans leur état d'origine. Si des fissures sont détectées dans le corps de la structure, il est nécessaire de déterminer les raisons de leur apparition et d'effectuer des travaux de réparation pour les éliminer. 7.2. Lors de l'exploitation d'ouvrages hydrauliques constitués de matériaux du sol, la formation de ravins, de fissures, de glissements de terrain, d'affaissements et de lessivage des sols est possible ; il est nécessaire de déterminer les raisons de leur apparition et d'effectuer les travaux de réparation appropriés. 7.3. Sur les canaux de dérivation, il est nécessaire de supprimer tous les obstacles qui restreignent la section de travail du canal et provoquent des pertes de charge le long du canal : restes de pieux non enlevés, supports de ponts provisoires, restes de barrières de réparation, linteaux, saillies de berges non taillées, etc. 7.4. Si le canal traverse des zones peuplées, il est nécessaire de prévoir des descentes pour la prise d'eau domestique, équipées de mesures de sécurité supplémentaires en cas de chute de personnes à l'eau. Le choix des points de captage d'eau doit être convenu avec l'organisme exploitant et les autorités locales. 7.5. Les structures situées le long du tracé de dérivation (fossés à harengs, canalisations de coulées de boue, égouts pluviaux, fossés en haute terre et autres) doivent être rapidement débarrassées des sédiments et du limon et maintenues en état de fonctionnement. 7.6. Les arrêts planifiés des microcentrales hydroélectriques devraient être utilisés pour inspecter les structures hydrauliques, les nettoyer des sédiments et des débris, ainsi que pour effectuer des travaux de réparation. 8. Dysfonctionnements fréquents et moyens de les éliminer (en utilisant l'exemple d'une turbine radiale-axiale HLD260-LJ-28 d'une puissance de 30 kW)
Auteurs : Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A. Voir d'autres articles section Sources d'énergie alternatives. Lire et écrire utile commentaires sur cet article. Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique : Machine pour éclaircir les fleurs dans les jardins
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