マイクロ水力発電所の運用と保守。スキーム、説明

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小水力発電所の運転・保守。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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小水力発電所の運転・保守は、小水力発電所の取扱説明書に従って行わなければなりません。小水力発電所の状態および水のパラメータを常に監視するために、小水力発電所の所有者は、小水力発電所の検査および観察の記録を保管する必要があります。このジャーナルには、マイクロ水力発電所の機器および水力構造物の検査（観察および測定）、河川およびマイクロ水力発電所の水理構造物の水パラメータのデータが含まれています。

操作説明書は、マイクロ水力発電所の所有者に、この施設を建設した人（または請負業者組織）によって、または所有者自身が直接開発して提供できます（マイクロ水力発電所の建設が行われた場合）。独立して）。

マイクロHPPの操作マニュアルには、次の情報が含まれている必要があります。

水圧構造のリスト、その目的および操作機能。
機器のリスト、その目的および操作機能。
水圧構造物の材料の特性（構造物を構成する材料の種類など）。
油圧ユニットの技術パスポートおよび操作説明書（油圧ユニットの製造元から提供）。
マイクロ水力発電所の運転手順：通常の運転条件下、洪水時および洪水時、霜の降りる時期、緊急時。
マイクロHPPの操作に関する安全要件。
小水力発電所の水力構造物および水力ユニットの修理を準備および実行する手順。
おおよその日付: 洪水の始まりと終わり。汚泥の出現。川の水の凍結。
水車（水車）の流れ特性;
すべての制御および測定機器（KIP）のリストとレイアウト。
計装測定を実行するための方法論。

以下はマイクロ水力発電所の運用手順に関する一般規定であり、ほとんどの転用型マイクロ水力発電所に適用される規定が含まれています。さらに、マイクロ水力発電所の種類、出力、および特定の水力特性に応じて、これらの一般規定を補足する必要があります。

マイクロ水力発電所の操作手順

1.開始および停止

1.1 小水力発電所の起動時には、油圧ユニットおよび圧力配管の動作を確保できる量まで圧力プールに水を充填する必要があります。指定された水力構造物が水で満たされている間は、タービンへの給水は許可されません。

1.2. 水力構造物に水を充填するには、取水構造物のゲートを開いて分水路への水を確実に取水する必要がある。分水路への水の取水は、分水路の必要な充填と必要な水流の通過を可能にするような方法で取水構造のゲートを開けることによって確実に行われる。

1.3. 分水路および／または圧力容器にオーバーフローまたは過剰な水を排出するためのシステムが含まれている場合、取水構造のゲートを完全に上げた状態で水をそのような分水路に引き込むことができます。ただし、この場合、大量の水の流れが失われると土水力構造物の浸食につながる可能性があることに注意する必要があります。

1.4. マイクロ水力発電所の水力ユニットの動作が可能なレベルまで取水構造に水を満たすことは、タービン室への給水を開くための合図となるはずです。重要: タービンチャンバーへの給水が開かれるまでに、破片、砂、石が圧力プールからの水と一緒にタービンチャンバーに入らないことを確認する必要があります。始動中にタービンに供給される水流は、油圧ユニットの公称流量の 20 パーセントを超えてはならず、流量は油圧ユニットの公称流量の 50 パーセントまで徐々に増加します。この流量は、油圧ユニットの操作説明書で指定された時間タービンに供給されます。この場合、油圧ユニットは起動時に無負荷で動作します。

1.5. 水車の起動・停止、運転・保守（出力260kWのラジアルアキシャルタービンHLD28-LJ-30を例に）。モデルのマークは次のことを意味します。

HL - 混流水力タービン。
D260 - インペラーモデル;
L-縦軸;
J-金属スパイラルチャンバー;
28 - インペラーの公称直径 (28 cm)。

運用前の準備

1) 出口チャネルの出口が必要な水深にあるかどうかを確認します (油圧ユニットの要件に従って)。

2）すべての回転部品が可動状態にあるか確認してください。

3）ボルトとナットが締まっていることを確認します。

4) オイルレベルが適切なレベルにあるかどうかを確認します (油圧ユニットの要件に従って)。

5) 給油するすべての部品に十分に給油されているか確認してください。

6) 本体の近くに各部の動きを妨げるような物体がないか確認してください。

7）配電盤と配線を確認します。

8) 上部バルブ（仕切）を開け、圧力配管接続部からの漏れがないか確認してください。

起動する

1) メインバルブを開いて、スパイラルチャンバーに水が満たされ始めます。次に、圧力計と真空計の電源を入れます。

2) 速度制御ハンドルをゆっくりと回転させ、ガイドベーンを始動させ、必要な速度に達するまでユニットを空転させます。警告: 速度が許容限界を超えないようにする必要があります。

3) 周波数メーターを見てください。インジケーターは 50 Hz で安定しています。ユニットが通常の性能に達したら、徐々に負荷を上げ、スピードコントローラを自己制御モードに切り替えます。

4) 配水器の開度は発電機の負荷と一致する必要があります。発電機の回転速度を考慮して調速レバーにより制御されます。

水車の試運転

タービンを稼働させる前に、テストモードで稼働させ、すべての部品の整合性を監視する必要があります。

1) 水車の起動の進み具合に合わせて、まずユニットの回転速度が要求値の半分に達するまで待ちます。タービンを無負荷で 4 時間運転します。装置の動作中に予期せぬ現象が発生していないか監視します。すべてが正常であれば、回転速度を必要な値まで上げ、さらに 4 時間連続運転します。

2) 無負荷でタービンを正常に動作させた後、交互に 25%、50%、75% と徐々に負荷を増加させ、最大負荷を最大にします。全負荷に達したら、ユニットを 72 時間 (全負荷モードで) テスト実行する必要があります。ユニットのすべての部分の機能を注意深く監視してください。ユニットの稼働状況を時間ごとに記録します。すべてが正常であれば、ユニットをフル稼働させます。試運転中に予期せぬ現象が発見された場合は、直ちに装置を停止し、原因を特定して除去する必要があります。

水車の停止

1）配水システムを閉じます。

2）消費者の電源を切ります。

3）取水バルブを閉じます。

4）圧力計と真空計の電源を切ります。

5）ユニットの外側をきれいに拭きます。

6) 長時間停止する場合や凍結した場合には、スパイラルチャンバー下部のドレンバルブを開け、溜まった水を抜き、溜まった不純物を取り除く必要があります。

非常停止

装置の動作中に次のような状況が発生した場合は、直ちに装置の動作を停止し、動作ログに適切な記録を作成する必要があります。

1）ユニットの電力が大幅に低下しました。

2）発電機または速度コントローラーが故障しています。

3）ユニットの鋭い振動、または異音。

4) ベアリングが過熱しています。

5) ユニットが横に「動作」します（スピードコントローラが自己制御モードで動作する場合は、動作をアイドル状態にして停止します）。

2.通常の操作条件下での操作手順

2.1. 水圧構造の動作では、負荷がかかっている水圧ユニットの動作を保証する量の水が、取水構造から分水路まで途切れることなく供給されるようにする必要があります。分水路に供給される水の量を大幅に超えると、下流で危険な浸食が発生する可能性があります。

2.2. 分水路への損傷を防ぐために (特に運河が土の場合)、運河内の水位の非常に急激な変化は許可されるべきではありません (たとえば、突然大量の水を供給するなど)。

2.3. 堤防の浸食を防ぐため、許容量を超える水流は許可されません。

2.4. タービン室への空気の侵入を防ぐため、圧力プールの設定水位を下げないようにする必要があります。タービン室への空気の侵入は非常に危険な現象であり、タービンの油圧ショックを引き起こす可能性があります。圧力構造の水面に漏斗が形成される場合は、タービンに入る水流を減らすか、取水構造での取水量を増やす必要があります。

2.5. 水盤にオーバーフローや排水装置が装備されている場合は、給水量を増やすことができます。これにより、油圧ユニットによる水の消費量が急激に増加した場合でも水の供給が可能になり、表面に浮遊する破片を部分的に確実に除去できます。

2.6。水力タービンの運用と保守：

1）ユニットのさまざまな部分の気密性を定期的にチェックします。

2) すべてのナットとボルトの締まり具合を定期的に確認してください。

3）ユニットのすべての可動部品の保守性と可動性を監視します。

4) スパイラルチャンバー内の水圧と出口流路内の真空度を定期的に測定し、測定データを作業ログに記録します。

5) インペラブレードにキャビテーション腐食が発生しないことを確認してください。

6）ユニットの必要な場所に定期的に潤滑油を充填してください。

7) XNUMX ヶ月に XNUMX 回は装置の技術検査と軽修理を、XNUMX 年に XNUMX 回は大規模なオーバーホールを行うことをお勧めします。多くの場合、インペラ、ベアリングなどの主要部品をチェックする必要があります。

8) 装置の起動、運転、停止は所定の手順に従って行ってください。

9) 装置の動作中に問題が発生した場合は、初期記録を行う必要があります。

10) 生産現場は清潔に保たれなければなりません。予備部品、潤滑剤、消耗品、工具が必要です。

2.7. 小水力発電所の運転者は、毎日必ず小水力発電所の水力構造物及び水力ユニットを目視検査し、検査結果の情報を小水力発電所の検査観察日誌に記入しなければなりません。ログには次の情報が含まれている必要があります。

検査の日付;
油圧構造物の水位と水量の測定に関するデータ。
猫砂保持機構上の破片の存在と、破片保持機構を清掃する必要性に関する情報。
トラップ内の堆積物の存在とそれらを洗浄する必要性に関する情報;
マイクロHPPの油圧構造に検出された損傷に関する情報。
マイクロ水力発電所の停止日およびそのような停止を引き起こした理由。
指示に従ってマイクロ水力発電所の検査観察記録に含めるために提供されたその他の情報。

冬期には、水力構造物の着氷とスラッシュの有無に関する情報をログに入力する必要があります。

3.ごみからの圧力パイプラインとタービンの保護

3.1. マイクロ水力発電所の運転中は、浮遊物（木本植物、草、浮遊家庭廃棄物等）からタービン設備を確実に保護する必要があります。

3.2. マイクロ水力発電所を瓦礫から保護するシステムには、取水構造から圧力パイプラインまでの水の移動経路に沿ったすべての水力構造に瓦礫保持機構を設置する必要があります。圧力容器に侵入した破片からマイクロ水力発電所のタービンを保護するために、圧力容器からの水は圧力パイプラインに入る前に破片保持格子を通過する必要があります。

3.3. 小水力発電所（分水型小水力発電所）の取水構造の設計・施工は、廃棄物の大部分が水の流入により確実に浄化されるように行われます。廃棄物が分水路に流入するのを防ぎます。

圧力容器の設計には、水の主流が破片を排出導管に導くような方法で水を整理するシステムを含める必要があります。

3.4. タービンに供給される水量の減少を防ぐために、デブリ保持装置の清掃を定期的に実行する必要があります。洪水時には、瓦礫保持装置の清掃を、マイクロ水力発電所の通常モードの運転中に行うよりも頻繁に実行する必要があります。

3.5. マイクロ水力発電所が建設されている河川で洪水時に大量のゴミが発生した場合、マイクロ水力発電所の故障を避けるため、マイクロ水力発電所の運転を停止してもよい。洪水期の終わり。この場合には、取水構造からの取水が停止され（原則として分水型マイクロ水力発電所に限り許容される）、マイクロ水力発電所設備の運転が停止される。

3.6. 水力構造物の瓦礫の除去に関する情報は、マイクロ水力発電所の検査および観察記録に記録されます。

4.沈殿物管理

4.1. マイクロ水力発電所の運転では、水力構造物の沈泥やタービン羽根車の著しい磨耗により、しばしば問題が発生します。小水力発電所の水力構造物の設計と建設には、シルトや砂石用のさまざまなタイプのトラップの建設が含まれる必要があります。

4.2。主な堆積物管理対策は次のとおりです。

分水路の堤防の破壊や侵食を防ぐ護岸工事を実施する。
取水構造から圧力容器までの水路に沿った石、砂、シルト用のトラップの設置。
トラップ内の堆積物を定期的に除去し、必要に応じて適切な水力構造内で堆積物を除去します。

4.3. 堆積物の除去により圧力パイプラインに砂、さらには石が混入する可能性がある場合は、水力構造物を堆積物から除去している間、マイクロ水力発電所の運転を一時停止する必要があります。

4.4. トラップと水力構造は、定期的に堆積物を除去する必要があります。清掃の頻度は、水力構造とそこに設置されている沈砂トラップの詰まりの速度によって異なります。河川の自然的および水文的特徴、およびマイクロ水力発電所間の違い（ほぼ同じマイクロ水力発電所が XNUMX つ存在しない）を考慮して、マイクロ水力発電所の所有者は独自に周波数を決定する必要があります。マイクロ水力発電所の堆積物からの洗浄

4.5. 水力構造物の土砂の除去に関する情報は、マイクロ水力発電所の検査および観察記録に記録されます。

5.洪水（洪水）をスキップします

5.1. 毎年、洪水期が始まる前に、マイクロ水力発電所の所有者は、春の洪水（洪水）が正常に通過するために必要な対策のリストを決定する必要があります。

5.2. 分水型水力発電所の場合、洪水を効果的に通過させるための重要な条件は、適切に設計され、建設された取水構造です。取水構造は洪水の経路にならないように設置されています。洪水の主流が取水口構造に直接当たるのではなく、川の対岸に当たるように、川の内側の湾曲部に設置する必要があります。

5.3. 分水路に流入する制御されていない水流による洪水による水力構造物の破壊。洪水の結果として制御されない水流が流入することは、マイクロ水力発電所の上流に新しい（追加の）水路が形成された場合、または河床が増加した場合に発生する可能性があります。このような事態を防ぐためには、新たな河床が形成され、小水力発電所の水力構造物や設備の破壊につながる可能性のある浸食の可能性がある場所では、河岸を強化する工事を行う必要があります。

5.4. 比較的小さな水力ユニットを備えた小型マイクロ水力発電所の場合、それを解体して安全な場所に移動することが合理的です。

5.5. マイクロ水力発電所の水力構造物の設計と建設では、マイクロ水力発電所の建設が提案されている川に以前に存在した洪水に関する情報を考慮する必要があります。この情報は、地元住民および関連サービス (緊急事態省、水資源局、灌漑サービス) から入手できます。洪水の経験が蓄積されるにつれて、洪水時のマイクロ水力発電所の操作手順の変更がマイクロ水力発電所の操作説明書に加えられるべきである。

5.6. 洪水が通過した後は、すべての水力構造、特に下流側の固定具および機器を検査し、損傷を特定し、それらを除去するまでの期間を決定する必要があります。

5.6. 小水力発電所の点検・観測記録には、洪水の開始日と終了日、通過結果などの情報が記録されます。

6. マイナス温度での操作

6.1. 毎年、マイナス気温の期間が始まる前に、この期間を正常に通過するための措置のリストを決定する必要があります。

6.2。負の温度の期間の前に、チェックする必要があります：

冬季の操作用に設計されたバルブの操作の準備とシールの保守性。
騒音除去装置、格子清掃機構（ある場合）の準備;
シャッター、格子、溝、埋め込み部品、昇降機構を加熱および断熱するための装置の保守性。
計装の保守性;
ツールとデバイス（レーキ、シャベルなど）。

また、機器や計器類の凍結を防ぐために、氷やヘドロをXNUMX時間体制で除去し、油圧ユニットが設置されている施設を冬季の稼働に備えて準備する人員を特定する必要もあります。

6.3. 氷点下の気温の期間中、バルブと油圧構造は凍結していないか毎日検査されます。

6.4. 分水路や圧力盆地での氷や氷塊による渋滞の形成は、たとえ最小限であっても許されてはなりません。水理構造物に氷が発生した場合は、直ちに構造物から氷を除去する作業を行う必要があります。

6.5。スラッジと氷との戦いは、次の方法で実行する必要があります

ロッド間のスパンが大きいグレーティングの冬期の設置。
圧力構造からのスラッシュと氷の除去。取り外しは、排出導管 (利用可能な場合) を介して部分的に実行できますが、排出導管が詰まらないように注意する必要があります。
人々が熊手、ピッチフォーク、シャベルなどのさまざまな種類の器具を使用してスラッシュと氷を除去すること。
ゴミ受け格子に氷が形成されるのを防ぐために、ゴミ受け格子に電気加熱装置を設置することが可能です。

6.6. スラッシュや浮氷によるスクリーンの目詰まりを防ぐため、タービンに入る水の量の減少につながる可能性があるため、スクリーンを常に清掃する必要があります。スラッジを格子に通過させることができます。

6.7. 分水路を通るスラッシュのスムーズな移動を確保するには、次の措置を講じる必要があります。

マイクロ水力発電所は最大負荷で運転すべきではありません。
分水路での渋滞の形成を防ぐために、スラッシュのスムーズかつ均一な移動を妨げるすべての障害物を除去する必要があります。

6.8. 小水力発電所の点検・観測記録には、アイスジャムの形成を防ぐために速やかに氷を砕くため、分水路上の急速な氷河現象が発生する箇所を記載する必要がある。

6.9. マイナス気温の期間中にマイクロ水力発電所が停止した場合は、次のことが必要です。

タービン室と圧力パイプラインから水を排出します。
これらの構造とメカニズムへの水のアクセスを閉鎖します。
取水構造のバルブを閉じ、分水路への給水を停止します。

これらの措置は、油圧ユニットと圧力パイプラインの故障を防ぐために実行されます。

油圧構造のメンテナンス

メンテナンスタスクは次のとおりです。

水力構造物の継続的な運用保守（検査、軽微な欠陥の除去、瓦礫や植生の除去、溝の清掃、冬季の除雪など）。
構造物を監視し、必要な調査および研究を実施する。
欠陥の特定。その除去には修理作業が必要です。
構造物の状態を評価するための技術文書の維持。

7. 水理構造物の整備

7.1. 小水力発電所の運転中、時間の経過とともに、コンクリート表面にキャビテーション損傷（水による損傷）が、凹み、谷、亀裂などの形で現れることがあります。これは、コンクリート内に流れる水の直接的な衝撃によって発生します。ある場所。そのような表面で修復作業を行う場合は、発生したすべての損傷を除去する必要があります（壁は平滑化され、（コンクリート片の破壊による）突き出た補強部分はコンクリート表面と面一に切断されるか、元の状態に密閉される必要があります。）

構造体の本体に亀裂が検出された場合は、その出現の原因を特定し、亀裂を除去するための修復作業を実行する必要があります。

7.2. 土質材料を用いた水理構造物の運用においては、谷、亀裂、地滑り、地盤沈下、土砂の流失などが発生する可能性があり、その原因を究明し、適切な補修工事を行う必要があります。

7.3. 分水路では、水路の作業部分を制限し、水路に沿って圧力損失を引き起こすすべての障害物を除去する必要があります。これには、除去されていない杭の残骸、仮橋の支持体、補修用障壁の残骸、まぐさ、切り取られていない堤防の突起などがあります。

7.4. 運河が人口密集地域を横切る場合は、生活用水の取水のための降下路を設置し、人が水に落ちた場合に備えた追加の安全対策を講じる必要があります。取水地点の選択は、運営組織および地方自治体と合意する必要があります。

7.5。分水ルート沿いの構造物（ニシン用水路、泥流パイプライン、雨水管、高地用溝など）は、土砂や沈泥を速やかに除去し、正常に機能する状態に維持する必要があります。

7.6. 小水力発電所の計画停止は、水力構造物を検査し、土砂や瓦礫を除去し、修理作業を行うためにも利用されるべきである。

8.よく発生する故障とその解決方法（出力260kWのラジアルアキシャルタービンHLD28-LJ-30の例を使用）

不具合とその原因		デバッグ方法
ユニット電力削減
1	上部の水路がシルトで満たされているか、流路メッシュが破片で詰まっているか、水圧が弱くなっています。	取水口の前に穴（池）を掘って砂や泥の塊を沈め、定期的に溜まった塊を取り除く必要があります。メッシュに付着したゴミを取り除きます。
2	下部チャネルはシルトで満たされており、使用される圧力の量が減少します。	堆積した沈泥の溝を取り除きます。川岸の崩壊を防ぐための予防措置を講じてください。ユニットの水路の沈泥の原因となるのは岸壁の侵食であることが多いためです。下流の水の流れが途切れないようにします。出口チャネルの設計寸法を厳密に従ってください。
3	出口チャネルの浸水深さが不十分であるか、出口チャネルに亀裂が生じているか、出口チャネルに空気が侵入しているか、真空レベルが壊れています。	どのような状況でも、出口チャネルの浸水深さを少なくとも30x50 mmに維持する必要があります。生じた亀裂を溶接で埋めます。通気性バルブを調整します。出口チャネル内で必要な真空レベルを確保してください。
4	水車のガイドベーンの開放度が不十分です。	スピードコントローラー、ガイドベーン、オートスピードコントローラーの状態を確認してください。トラブルシューティングを行います。
5	インペラブレードの損傷。	溶接を使用してブレードを修理するか、インペラを完全に交換してください。
6	シールリングが摩耗している。	リングを確認し、必要に応じて交換します。
動作中に異音、打音、振動が発生する
1	多数の異物がユニットに入った	ユニットを停止し、流路に溜まったゴミを取り除きます。
2	潤滑油の添加を中止したり、必要な品質の油を別の品質の油に置き換えたりすると、軸受が過熱します。	ユニットを停止してください。オイルを追加する必要があるかどうかを確認し、必要に応じて注入します。または、使用しているオイルを必要な品質のオイルに交換してください。
3	留め具が緩んだ。	ユニットを停止してください。ボルトとナットで固定されている可能性のあるすべての部品を確認します。正しく締めてください。留め具が再び緩むのを防ぎます。
4	機械の回転部分のバランスが取れていません。	ユニットを停止してください。バランスが取れるように回転部分の位置を調整してください。
5	水力タービンは、キャビテーション腐食の非常に不利な条件で運転されます。	動作条件を確認してください。タービンは適切な吸込高さで動作する必要があり、銘板に示されている高さを超えてはなりません。
6	特定の状況および電力の下では、ユニットが振動し始めます。	不安定な状態で本機を操作しないでください。
タービンが無負荷モードから負荷モードに移行するとき、ガイドベーンの開度は無負荷運転時の開度の比例を超えます。
1	給水バルブが完全に開いていません。	水入口バルブを完全に開きます。
2	給水口では、ごみを溜める火格子が詰まっています。	ゴミ箱を掃除します。
3	インペラのクリアランスが大きすぎます。	ユニットを停止してください。磨耗の程度を確認してください。必要に応じて交換または修理してください。
ベアリングの加熱が許容限界を超えました
1	潤滑油の量が不足または過剰。	ユニットを停止してください。潤滑システムを確認してください。必要なオイルレベルを確保してください。
2	ベアリングが破損しています。	ベアリングを交換してください。

著者: Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.

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