Schwebstoffmonitoring zum verschleiss optimierten Betrieb von Hochdruck- Wasserkraftanlagen

摘要

Die Schädigung von Wasserkraftturbinen durch feinkörnige, harte mineralische Partikel im Wasser (Schwebstoffe) ist bei gewissen Hochdruck-Wasserkraftanlagen sowohl in der Schweiz als auch weltweit ein wirtschaftlich bedeutender Aspektbei der Planung und im Betrieb. Durch diezunehmende Variabilität der Niederschläge und den Gletscherrückgang gewinnt diese Problematik an Bedeutung. Für eine wirtschaftliche Optimierung ist es erforderlich, die Schwebstoffführung im Triebwasser, die Schädigung an den Turbinen (Hydroabrasivverschleiss) und die damit einhergehende Wirkungsgradabnahme zu quantifizieren. Als Grundlage für Verbesserungen des Betriebs und der Planung von Revisionsarbeiten ist eine Überwachung (Monitoring) der relevanten Parameter, möglichst in Echtzeit, wünschenswert. Im vorliegenden Artikel werden Methoden des Schwebstoffmonitorings und die Notwendigkeit von Kalibrierungen der Messgeräte, vorzugsweise unter kontrollierten Laborbedingungen, aufgezeigt. Weiterwerden Lösungsansätze zur Minderung der Hydroabrasion, insbesondere die Option eines wirtschaftlich auch bezüglich des aktuellen Verschleisses optimierten Anlagenmanagements, d.h. die Abschaltung von Turbinen während Schwebstoff konzentrationsspitzen, diskutiert.%Des dégâts aux turbines hydrauliques causés par des particules solides fines en suspension dans l'eau turbinée sont économiquement importants et doivent être pris en compte lors de la conception et l'exploitation de certains aménagements hydrauliques en Suisse et dans le monde. En raison de la variabilité croissante des précipitations et du recul des glaciers cette problématique ne cesse de prendre de l'ampleur. Pour une optimisation économique il faut quantifier le transport solide en suspension dans l'eau turbinée, les dégâts aux turbines (l'usure par hydro-abrasion) ainsi que la réduction correspondante en rendement. Une surveillance des paramètres en jeu est désirable, si possible en temps réel, en tant que données de base pour l'exploitation et la planification des travaux de révision optimisées. Le présent article décrit des méthodes actuelles pour la surveillance des solides en suspension et la nécessité d'étalonner les instruments, de préférence sous des conditions contrôlées en laboratoire. En plus, des approches pour diminuer l'hydro-abrasion, particulièrement l'option d'une exploitation économiquement optimisée entre autres par rapport à l'usure actuelle, c 'est-à-dire l'arrêt des machines pendant des pointes de transport solide en suspension, sont discutées.