СШГЭС и сходные системные проблемы

Я по образованию гидроприводчик (разрабатываю гидравлические и пневматические схемы), у меня была такая дисциплина, Механика жидкости и газов называлась, так вот, с точки зрения МЖГ гидравлический удар это (хорошо тетрадки с лекциями не выкинул):

Гидравлический удар.
Комплекс явлений, возникающий в трубопроводе в связи с резким увеличением скорости в трубопроводе и сопровождающийся резким изменением давления, Жуковский назвал гидравлическим ударом.



При мгновенном закрытии задвижки произойдет резкое снижении скорости жидкости, возникают силы инерции и в точке А будет наблюдаться остановка ближайшего к задвижке слоя жидкости. Кинетическая энергия этого слоя перейдет в потенциальную, слой жидкости находится у задвижки сожмется, а труба расширится.
В следствии сжатия жидкости и расширения стенок труб в этом слое освобождается весьма малый объем благодаря чему остановка следующего слоя жидкости произойдет неравномерно с первым, а через некоторый весьма малый промежуток времени. После остановки слоя в нем произойдут аналогичные явления, а именно повышение давления, сжатие жидкости, расширение стенок труб и освобождение некоторого элементарного объема. Затем эти явления возникнут в следующих слоях  до самого начала трубопровода.

С – скорость ударной волны.
При остановки последнего слоя жидкости вдоль всего трубопровода давление станет выше первоначального.
Переход кинетической энергии в потенциальную будет происходить со скоростью равной скорости упругой деформации «С». Эта волна достигает резервуара за время равное Т=L/C, после мгновенного закрытия задвижки.
В этот момент вся жидкость в трубопроводе находится в состоянии покоя или сжатия это состояние жидкости не будет устойчивом равновесии. В сечении точки В возникают состояния когда справа давление будет выше  чем с лева, поэтому начнется перемещение жидкости из трубопровода в резервуар. В трубопроводе начнет происходить снижение давления до первоначального давления которое будет распространятся вдоль задвижки с такой же скоростью «С» .

Возникает отраженная волна достигающая сечения задвижки за время T=2L/C.  Повышение давления  у задвижки после её мгновенного закрытия будет существовать до того момента пока волна не достигнет её.
Т- фаза гидравлического удара.
Однако, движение части частиц будет происходить к резервуару, поэтому от задвижки начнет распространяться волна понижающего (относительно первоначального) давления.

Через время Т=3L/C в трубопроводе будет давление меньше первоначального.

Отразившись от резервуара в направлении задвижки вновь начнет распространяться волна распространяющее первоначальное давление.

Через время равное Т=4L/C будет восстановлено первоначальное состояние .
Время Т=4L/C=Q называется периодом гидравлического удара.
Этот период состоит из двух фаз, в течении первой фазы 2L/Cдавление у задвижки будет повышенным (Р+[дельта]Р). В течении второй фазы, 2L/C будет пониженным (Р-[дельта]Р).
Момент достижения отраженной волной задвижки возникает ситуация имевшая место в момент закрытия задвижки. Если пренебречь рассеиванием энергии то весь цикл гидравлического удара может быть повторен.

В следствии наличия гидравлического сопротивления, у  задвижки калибане давления является затухающим, затухание растянуто во времени и не мгновенно.
Формула Жуковского описывающего давление у задвижки
[дельта]P=[Ро]*C*V
Прямой гидравлический удар- это такой удар когда время закрытия задвижки меньше фазы гидравлического удара: t<2L/C
Непрямой гидравлический удар – это удар когда закрытие задвижки происходит медленно или трубопровод имеет малую длину : t>2L/C
Т.е. формула Жуковского примет вид : [дельта]P=[Ро]*C*V*2L/t
Скорость ударной волны «С» зависит от упругих свойств жидкости и упругих свойств трубопровода

Где, Еж – модуль упругости жидкости
Етр – модуль упругости стенок трубы (метала)
d – диаметр
[дельта] – толщина стенки
«С» близка к скорости распространения звука в жидкости, Свод=1050 м/с, при стандартных условиях

Цитата: kaka
согласен

сказано же было почитать, не читают ...
http://tekhnik76.livejournal.com/
Спекуляция на крови
В ЖЖ полным ходом идет истерика по поводу оставшихся в живых сотрудников гидроэлектростанции. Стучат, мол, изнутри, а власти их спасать не хотят, властям мол киловатты дороже чем жизни. А всего то и надо, что опустить уровень Енисея до 319 посредством открытия холостых на Майнской ГЭС (посадив последнюю на ноль, да устроив потоп в нижнем бьефе). При этом ссылка у истериков идет почему то на анонимные источники. Оно и понятно - анонимус ответственности в любом случае не несет. Опуская всю эту убогую оппозиционно-каспаровскую истерику хочется разобраться спокойно. Итак, прежде всего надо прекратить спекуляции на тему "кто стучит, в бетон не поколотишь". Просто есть ведь дураки и с другой стороны, навроде Тарлита-Шевякова. Кроме бетона на любой станции есть масса трубопроводов, пожарных, масляных и водопроводов. В них можно стучать, и будет хорошо слышно. Так что выжившие не только могут быть, но могут и подавать о себе знать.

"....от неофициального источника.
по плану выводили из работы 9-й энергоблок.
перекрыли верхний затвор водовода.
Возросла нагрузка на остальные генераторы.
В следствие этого, на 2ГА обломило лопасть регулятора потока, и та ударив по колесу с лопостями и частично разрушив его, заклинила. 200-метровый столб воды диаметром 7,5 метров мчащийся по водоводу с огромной скоростью стал давить своей массой на крышку ГА снизу. Стакан генератора установлен не в монолитную плиту, а в соответствующих размеров бетонный стакан, который вот уже более двух десятков лет испытывал вибрационные нагрузки. 50мм шпильки-анкера крепящие крышку второго ГА срезало как масло, и её выдавило словно пробку. Дальше лавина воды рванулась по машзалу..."

http://forums.drom.r…t2887.html

Сомнительно, что имеено так, но суть похожа - разрушение РК.

Измерение давления воды в камере рабочего колеса, под крышкой турбины и в других необходимых местах естественно производится. Независимой системы, которая бы могла в обход АСУ закрывать НА турбины естественно нет. При всех проектных авариях считается, что у столь крупной станции остаются собственные нужды, то есть несколько агрегатов работают на электроснабжение ТОЛЬКО самой станции и система управления может реагировать на ситуацию. И в данном случае собственные нужды судя по всему были отключены, что повлекло за собой бездействие АСУ и не позволило по аварии сбросить затворы верхнего бьефа, их потом опускали вручную. Почему так случилось - мы голову третий день ломаем. Я предполагаю (частное мнение!!!), что хлынувшая вода или обломки турбины/генератора повредила кабели электропитания и связи с верхним бьефом, поэтому не упал затвор на второй машине, вода стала поступать дальше в машзал, где произошло КЗ и генераторов, и системы управления, и электропитания, от чего отключились собственные нужды, а уже из-за этого авария перешла дальше.
Все равно главный вопрос - почему не остановился 2 агрегат. Это пока никому не известно.

СШ ГЭС: разбор информационных завалов

Цитата
Пато-конспирология


Как я и обещал, публикую подробный разбор технологии, которой пользовались г-да, устроившие вчерашний наброс.
Итак,
От имени трех хакасских журналистов, как минимум один из которых имеет весьма неоднозначную репутацию каспаровца и «борца с режимом», публикуется пост следующего содержания:
«К нам обратились родственники пострадавших при аварии на СШ ГЭС. Они просят спасти своих близких...»

Сразу возникает вопрос - почему родственники обратились именно к ним, причем эксклюзивно? Почему это обращение не было открытым, не было направлено во все СМИ?

Второй момент: Обращение к журналистам, тем более оппозиционным, для решения проблемы не является характерной чертой нашего менталитета. Это - признак западного подхода к решению проблем, с характерно западным отношением к СМИ и общественным механизмам. Подразумевается задействование классической для государств западной демократии процедуры: огласка проблемы через СМИ, постановка ее на общественное обсуждение, включение механизмов гражданского общества, решение проблемы.

----
Продолжение тут: http://community.liv…tml#cutid1

http://forums.drom.r…t2852.html
Большой пост - не буду его сюда тащить - про эффективного менеджера и результаты его менеджеризма  >:(

Если память мне не изменяет - порядка 200 об/мин, а то и 150. Не помню.
То, о чем вы говорите - это неавтоматическая система, к тому же рассчитанная на нормальные условия. Нормальных условий там не было.
На Саяны была поставлена автоматическая система вибрационного контроля от канадской вибросистем, заведенная в АСУ ТП. Вибрации железа статора, поперечных и продольных биений вала, подшипников и подпятников измеряются в реальном времени и алгоритмом автоматики предусмотрена остановка агрегатов при критических условиях. Я конечно программу технологической автоматики не писал, но ТЗ - читал. Так что при аварийных условиях (к коим относится даже рассогласование лопаток НА) защита должна была сработать. Почему не сработала - расскажет комиссия. Ну или инсайд ))

P. S. Сейчас вспомнил - на тех гидрогенераторах по 20 пар полюсов вроде бы, стало быть частота вращения 150 об/мин.

Как минимум дважды - у этих турбин две зоны запрещенной работы: под низкой нагрузкой и еще раз под средней.

Если имеется в виду зона запрещенной работы (как раз в связи с большой вибрацией ее и называют запрещенной), то да - и при торможении, и при пуске она имеет место быть.
Другой вопрос, что при критическом превышении вибрации должна включиться защита,CТОП 2 или СТОП 3. И вот почему она не успела сработать или не сработала...

Быстроходные паровые и газовые турбины работают на "гибком" валу. Т.е. основные собственные частоты крутильных колебаний системы лежит ниже рабочей частоты вращения турбины. Гидротурбины устроены аналогично.  Если по какой-либо причине турбина "застрянет" на  резонансной частоте при наборе оборотов, возможны разные неприятные варианты дальнейшего развития событий: от разрушения лопаток до разрыва вала и срыва с фундамента. Поэтому, прохождение опасных участков разгона выполняется по возможности быстро, и с достаточным запасом мощности на валу, чтобы избежать возникновения эффекта Зоммерфельда. Суть эффекта сводится к следующему: при прохождение резонанса маханическая система начинает отбирать значительную часть мощности двигателя,  накапливая энергию в своих упругих элементах. В зависимости от формы статической характеристики двигателя, может возникнуть ситуация, когда двигателю не хватает мощности для поддержания оборотов. Частота вращения ротора падает, энергия запасенная в упругом валу выделяется обратно в систему, двигатель снова начинает раскручивать вал до резонансной частоты и т.д. Там довольно интересная механика процесса, но для "здоровья" машины однозначно вредная.
Обратите внимарние на комментарии очевидцев: они говорят о вибрации которая всегда сопровождала запуск гидроагрегата, а потом исчезала после выхода на рабочие обороты. Это и есть прохождение системой собственной частоты крутильных колебаний вала с роторами. В случае с аварией эти колебания не исчезли как обычно, а наоборот резко возросли.
ИМХО, копать надо в сторону эффекта Зоммерфельда: пошла накачка энергиии в упругие элементы системы и какой-то из них не выдержал первым.

На кадрах аварии видно, что воздействие не взрывное - в районе 7-8 машины дуга горит несколько секунд, пока его окончательно не заливает водой. Так что тут как минимум комбинация факторов.

Вторые два агрегата могли разрушиться из-за небаланса роторов. Они естественно отцентрованы - но только для однородной среды, крутятся-то они в воздухе. Как только в генератор начала литься вода, а литься она начала сначала только с одной стороны (со стороны 2 машины) - сразу возник небаланс ротора и дикие вибрации. Они и разрушили машины. Это может объясняться дальним расположением машин относительно 2 агрегата - поток воды уже был не такой сильный и машина заливалась неравномерно. Также что-то похожее видно на кадрах самой аварии - где дуга горит как раз в районе 7-10 агрегатов.

Еще немножко с того форума:
http://forums.drom.r…t2605.html

ЦитатаПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по обстановке, сложившейся в результате аварии
на Саяно-Шушенской ГЭС в Республике Хакасия
(по состоянию на 18.00 мск 19.08.2009 г.)

Общая обстановка

В 04.15 мск 17.08.2009 г. в результате гидроудара на турбине № 2 в машинном отделении Саяно-Шушенской ГЭС в Республике Хакасия разрушены стены и кровля (около 1200 кв. м) и затоплен машинный зал гидроэлектростанции. Из строя вышли 10 турбин, произошел выброс турбинного масла в р. Енисей.

Пострадало 28 человек персонала, из них 14 человек погибло, остается неизвестна судьба 61 человека. Короткое замыкание в системах управления генераторов привело к полному прекращению работы ГЭС, в том числе на собственные нужды.

Угрозы разрушения тела плотины и подтопления населенных пунктов нет. Отключения от электроснабжения населенных пунктов не проводилось.

Частная обстановка

На ГЭС сработала автоматическая защита, гидроагрегаты станции остановлены. Перераспределена нагрузка между электросетями и потребителями Сибирского федерального округа.

Восстановлена нагрузка на 100 % Хакасского и Саянского алюминиевых заводов. Все промышленные предприятия запитаны электроэнергией на 100 %, отключенных потребителей нет.

Проведены работы по разбору завалов, сбору трансформаторного масла.

Расчищено 80% завалов на 5-ой турбине, 90% на первой турбине, очищен балкон машинного зала. Проведен разбор завалов в машинном зале на площади 280 м.куб.

Вывезено 49 машин с мусором, 392 м. куб. (всего с начала работ 3 880 м.куб.)

Проведен осмотр пазов затворов нижнего бьефа 2,3 турбин, обнаружены незначительные повреждения.... (http://www.mchs.gov.…p?ID=23293)

http://forums.drom.r…t2596.html

ЦитатаНасчет версии произошедшей аварии.
Общался сегодня утром по поводу произошедшего с одним работником гэс.
Дословно:
"версий случившегося несколько, но , все в недоумении. Как такое могло быть пока не понятно. Даже никто не предполагает каким образом могло поднять крышку турбины весом в 800 тон плюс саму турбину весом больше этих самых 800-ста тонн. Ни одна версия сейчас не может этого объяснить.
Пока не будет полностью откачана вода и осмотрены водовод, НА и рабочее место турбины о версиях говорить нет смысла"

И две фотографии до кучи:
видите П-образную штуку на стене левой части знания?

- это подъемный кран.
И вот свежее фото:

- радует, что он остался в работоспособном состоянии.

Завтра ВВП на Саяно-Шушенскую прилетает.

В Хакасии возбуждено дело о распространении ложных сведений об аварии на Саяно-Шушенской ГЭС

В Республике Хакасия прокуратурой города Абакан признано законным возбуждение уголовного дела в отношении главного редактора интернет-журнала «Новый фокус» Михаила Афанасьева, которого обвиняют в распространении заведомо ложных сведений о ситуации при аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. Как сообщили «ФедералПресс» сегодня, 20 августа, в пресс-службе прокуратуры по Республике Хакасия, уголовное дело возбуждено по обвинению в распространении клеветы.

«18 августа Афанасьев распространил в интернет-журнале «Новый фокус» сведения, порочащие честь и достоинство руководства республики и Саяно-Шушенской ГЭС, – заявили в пресс-службе прокуратуры. – Хотя, как установило следствие, ему была известна достоверная и официальная информация о том, что на ГЭС идут работы по ликвидации последствий аварии и принимаются все необходимые меры по поиску пропавших людей».

Как сообщили «ФедералПресс» в пресс-службе прокуратуры, в настоящее время по уголовному делу ведется следствие. Прокуратурой республики также организована проверка и другой информации об аварии на СШГЭС, распространенной в СМИ на территории Республики Хакасия.

http://www.fedpress.…51128.html

---

а либерастическую прессу давно пора воспитывать в рамках правового поля, а то развели падальщиков.....

Цитата: roxeochicatl
Комрады, прошу не судить строго, я полный дилетант по subj. Но по блогам началось клонирование следующей информации:

Во втором сообщении этой темы есть вот эта ссылка:
http://tekhnik76.livejournal.com/
и первое же сообщение - от 19 авг 3:08 - как раз об этом.
Не думаю, что нужно сюда вплетать либерастов - это действительно кажется последней соломинкой отчаявшимся людям. А сама идея, я думаю, пришла в голову человеку, который "немножко знаком" с предметом...

"Вброс либерастов", а конкретно господина Чубайса, был в 90-х, когда он "отменил" гидротехническую науку в России. "Если мне понадобится запроектировать ГЭС, я приглашу 10 инженеров из Штатов, и они мне все запроектируют" - может, это не печатали в центральной прессе, но в кругах специалистов это было повторено не раз. В результате на данный момент: многие знают здание института "Гидропроект" на Соколе - сейчас институту там принадлежит 3 этажа, архивов - нет. Дерипаска пытается достроить Богучанскую ГЭС, которую Гидропроект запроектировал в начале 70-х - этого проекта нет, утерян... В Свиблово была такая 16-ти (если мне склероз не изменяет) -этажная дура - институт "Союзгипроводхоз". Был создан для того самого проекта по повороту северных рек, но занимался много чем гидравлическим - последнее, что я слышала - институт в том здании занимает 2 этажа, архивы вывозили грузовиками, и не в Ленинку или ГПНТБ, понятное дело... Есть несколько подобных заведений в Питере - ситуация похожая. Во всех этих конторах были лаборатории "натурного моделирования" - большие помещения со спец. оборудованием, где сторили модель ГЭС в миниатюре, утыканную датчиками, и "гоняли воду" - их больше нет практически нигде, там теперь автосервисы и прочие более доходные организации. Про образование в этой области вообще молчу.
Можете минусовать  >:(

Чо-то какая-то лажа... Если бы осушить помещения можно было простой манипуляцией "кранов" это давно бы уже сделали.

Так, а теперь обратите внимание на повреждения турбин 9,  7,  4  и дальше идет уже основной завал. Вот на этом фото, здесь на ветке:
http://drugoi.livejo…21464.html
Там мощные повреждения оснований  и агрегатов турбин,  и  разрушение  генераторов 9 и 4.
А ведь авария произошла на 2 й турбине.
Вода не могла этого сделать. Только разрушение от КЗ и дальше механическое разрушение при помощи уже воды.

Нет, это ротор генератора.
А формула давления простая (если я что-то помню из курса гидравлики, который был больше 20 лет назад):
р=ro*g*h
ro (должна быть греческая буква "ро") - плотность жидкости, в данном случае воды
g=9.81м/с^2
h - напор, в данном случае 220м
Но это статика. А гидравлический удар может добавить до 40% от этой величины, если я правильно поняла вчерашние объяснения - но это все некритично.

Как писали вчера (или позавчера) на том форуме, ссылка на который во втором посте этой темы, от КЗ ротор может подпрыгнуть, но не на 3 метра же! (сантиметров на 50, как знающие люди говорят). И КЗ было на 7-м агрегате, когда его залило водой (это та вспышка, которую видно на видео первых минут аварии)...

finereader
Спасибо про ценную информацию.
Людей жалко.
Вопросов действительно много. Разорванный ротор турбины?
Как считаете, могло это быть работой КЗ с мощной электродугой?  Правда, на фото кусок ротора смотрится, как  механический разрыв. Да и столб воды там был огромным.
Неужели такое было давление воды, что она выбросила турбину, разорвала ее на части и проломило такое высокое и мощное бетонное перекрытие машинного зала?
Нужен расчет давления воды.