3.1.14. При эксплуатации напорных водоводов должна быть:
обеспечена нормальная работа опор, уплотнений деформационных швов и компенсационных устройств;
исключена повышенная вибрация оболочки;
обеспечена защита от коррозии и абразивного износа;
исключено раскрытие поверхностных трещин в бетоне сталебетонных и сталежелезобетонных водоводов более 0,3 мм;
обеспечена постоянная готовность к действию автоматических защитных устройств, предусмотренных на случай разрыва водовода;
обеспечена динамическая устойчивость при всех эксплуатационных режимах работы;
обеспечена защита здания ГЭС от затопления в случае повреждения (разрыва) водовода.
Напорные водоводы являются одними из основных гидротехнических сооружений электростанций, от их состояния существенно зависит надежность и эффективность работы основного оборудования, к которому по ним подводится вода. Напорные водоводы выполняются стальными, железобетонными, деревянными. Наиболее распространены стальные.
При эксплуатации стальных водоводов довольно часто наблюдается их вибрация: радиальная, поперечная, продольная. Вибрацию водоводов трудно предусмотреть, поскольку источниками ее могут быть гидротурбины и насосы, затворы и их уплотнения. Частота колебаний зависит от большого числа различных факторов, в том числе от размеров сечения и длины водовода, жесткости его оболочки, затопления входных и выходных отверстий и др. Вибрация водовода приводит к ухудшению не только его состояния, но и к усилению динамических воздействий на турбины, насосы, затворы, вызывая их усиленный износ. Вибрация приводит к расстройству стыков водовода с анкерными опорами и бетонными массивами, ухудшению работы компенсационных устройств, поэтому необходимы систематический контроль за вибрацией водовода и осуществление мер по ее устранению.
Вибрация контролируется путем измерения колебаний в различных сечениях водовода (при отсутствии других предпосылок измерения производятся в середине пролетов, у промежуточных и анкерных опор). При выявлении повышенной вибрации (критерий ее должен быть определен проектной организацией) необходимо принять меры к понижению ее уровня. Наиболее эффективным способом для этого является воздействие на источник колебаний. В частности, если таким источником являются колебания давления в отсасывающей трубе гидротурбины, может быть применен впуск воздуха под рабочее колесо. Источником колебаний может быть поврежденное уплотнение направляющего аппарата, тогда необходимо его восстановление. Снижения вибрации можно добиться путем увеличения Жесткости водовода (наваркой ребер жесткости на оболочку, усилением сварных швов и т.п.); при этом изменяется частота собственных колебаний водовода и могут быть исключены резонансные явления. В некоторых случаях приходится ограничивать режимы работы гидротурбины, избегая тех нагрузок, при которых увеличивается вибрация водовода. Для нормальной работы водоводов большое значение имеет состояние их промежуточных и анкерных опор. При перекосе промежуточных (Катковых) опор ухудшается подвижность водовода, начинают хуже работать компенсаторы, возникают дополнительные напряжения при изменении температуры воздуха. Для контроля организуются геодезические наблюдения за высотным и плановым смещением фундаментов промежуточных опор и массивов анкерных опор. При наблюдениях фиксируются: у промежуточных опор — осадка и поперечный перекос, у анкерных опор — перекос в продольном направлении, влияющий на напряженное состояние водовода. Неравномерные осадки и перекосы промежуточных опор устраняются установкой прокладок под опорные кольца. При перекосе анкерной опоры требуется разработка проекта ее выправления.
Компенсационные устройства различных типов устанавливаются на прямолинейных участках разрезных водоводов, чтобы исключить дополнительные напряжения в конструкции, возникающие вследствие температурных воздействий и осадки опор. На водоводах гидротехнических сооружений в качестве температурных применяются преимущественно сальниковые компенсаторы. Для компенсации деформаций при осадках применяются температурно-осадочные и осадочные компенсаторы с шаровыми патрубками и плавающими раструбами, иногда применяются гофрированные и тарельчатые компенсаторы, являющиеся неразъемными и поэтому не требующие ухода. Эксплуатационное обслуживание сальниковых компенсаторов заключается в систематических осмотрах с целью выявления протечек и износа отдельных деталей, в подтягивании болтов для обеспечения равномерной натяжки во избежание заеданий подвижной части, а также в замене по мере износа уплотняющих набивок и прокладок. При систематическом выполнении этих работ надежная работа компенсаторов будет обеспечена.
Надежное состояние деревянных трубопроводов зависит от систематического выполнения ряда работ по уходу за ними: регулирования натяжения бандажей по мере их ослабления, а также сезонного регулирования в зависимости от температуры воздуха; замены подгнившей деревянной клепки, устранения протечек путем натяжения бандажей и установки клиньев и пробок; окраски и смазки бандажей и башмаков. Длительное нахождение деревянного водовода в порожнем состоянии приводит к рассыханию клепки и появлению значительных протечек после нового заполнения, поэтому допускать этого не следует. Необходимость систематического ухода, частые текущие ремонты, отсутствие хорошего материала для восстановления при износе клепки привели к отказу от строительства новых деревянных водоводов и постепенной замене водоводов, находящихся в эксплуатации, стальными. Стальные водоводы подвергаются коррозионному износу. Задачей эксплуатационного персонала является четко налаженная система контроля и защитных мероприятий по защите от коррозии.
В практике эксплуатации отмечались случаи разрыва напорных водоводов, которые приводили к затоплению территории. Для защиты территории от затопления должны быть обеспечены: отвод в безопасное место потока воды, выходящего из места разрыва, и возможно быстрое перекрытие поврежденной нитки водовода аварийными затворами. С целью отвода потока воды используются направляющие стенки, отводящие воду мимо строений в нижний бьеф. Для включения подъемных механизмов аварийных затворов используются различные устройства защиты, реагирующие на разрыв водовода:
—максимальная защита, реагирующая на увеличение Расхода (скорости) воды в начале водовода;
—дифференциальная защита, реагирующая на разность расходов (скоростей) воды в начале и конце водовода;
—минимальная защита, реагирующая на понижение гидростатического давления в конце водовода;
—защита, срабатывающая от понижения напора (уровня) воды в аэрационной трубе;
— защита, срабатывающая при появлении перед защищаемыми сооружениями аварийно высокого уровня воды.
Наибольшее распространение получили различные виды максимальной и дифференциальной защиты. Все устройства защиты требуют систематических ревизий.