Объединение помимо чисто лабораторных исследований проводит большой объем натурных испытаний на действующих гидростанциях. Цель их — проверка гарантии и уточнение рекомендаций на временную или постоянную эксплуатацию гидротурбин; проверка обоснований, проведенных в процессе проектирования; отработка конструкции какого-либо узла или механизма. Иногда необходимость проведения натурных испытаний обусловливается выявлением причин и разработкой мероприятий по устранению ненормальностей в работе оборудования. Натурные испытания для вновь строящихся объектов, как правило, заранее планируются и проводятся комплексно, одновременно несколькими заинтересованными организациями. Для объектов, полностью введенных в эксплуатацию, натурные испытания, как правило, проводятся неоднократно для выявления особенностей работы на различных напорах, а также после проведенных ремонтов и модернизаций. К числу важных натурных испытаний, проведенных в последние годы, следует отнести:
1. Комплексные натурные испытания гидротурбин Усть-Илимской ГЭС1. Проведенные испытания десяти турбин при напоре брутто Н = 86,5 м и пяти турбин при напоре брутто Н — 88,3 м выявили некоторые различия мощностных характеристик разных агрегатов. Анализ показал, что причиной являются отклонения в величинах открытия направляющего аппарата. Были испытаны также направляющие аппараты с различными конструкциями выходных кромок направляющих лопаток; определялось распределение давлений и их пульсации в элементах проточной части и одновременно измерялись вибрации опорных частей. На агрегате № 3 были сделаны замеры напряжений от фактических нагрузок на напоре, близком к расчетному, действующих на РК» спиральную камеру и статор турбины; изучено влияние режима на интенсивность кавитационной эрозии.
2. Испытания турбин Красноярской ГЭС. Цель состояла в исследовании трещинообразования на лопастях РК* В результате испытаний были определены величины напряжений, действующих в лопастях на установившихся в переходных режимах. На турбине № 6 проведены специальные исследования, связанные с возникновением трещин в корпусах сервомоторов, на основании которых были сделаны рекомендации, обеспечивающие надежность сервомоторов.
3. Натурные испытания, проведенные на Капчагайской ГЭС, позволили объяснить эксплуатационные особенности НА агрегата № 1 по сравнению с агрегатами № 3 и 4. В частности, большие отклонения размеров от проектных величин в лопастях агрегата № 1 обусловили значительное увеличение потребных перестановочных усилий. Целью испытаний являлась проверка возможности автоматического регулирования гидротурбин при различных комбинаторных зависимостях, а также определение перестановочных усилий сервомоторов направляющего аппарата. Испытания были проведены при среднем напоре брутто 31 м на агрегатах 1,3 и 4. При анализе результатов были рассмотрены формуляры лопастных систем РК*
4. Закончены большие исследования, проводившиеся в течение шести лет на Серебрянской ГЭС, которые были направлены на разработку мероприятий по устранению недопустимых вибраций агрегата в определенной зоне эксплуатационных режимов и снятию ограничения с автоматического управления турбинами ГЭС № 1. Исследования показали целесообразность модернизации опорного узла турбинного вала. Опытная эксплуатация модернизированного подшипника подтвердила возможность снятия ограничений с автоматического управления турбины и отсутствие при этом недопустимых вибраций.
5. Значительные экспериментальные работы были проведены на Зейской ГЭС, где установлены крупнейшие в мире диагональные турбины мощностью 200 МВт. Испытания были проведены при нескольких напорах, начиная от пускового. Получены мощностные характеристики турбин, и силовые характеристики РК и НА, а также измерены величины фактических напряжений в основных деталях. Кроме того, были измерены вибрации опорных частей. Результаты испытания подтвердили высокие эксплуатационные качества турбин, позволили уточнить фактические запасы прочности и явились надежным обоснованием для турбин того же типа, изготовляемых сейчас в объединении для Колымской ГЭС.
Важные испытания сделаны на Токтогульской ГЭС. Эта станция имеет особое расположение агрегатов (в два ряда), и турбины оснащены различными отсасывающими трубами. Кроме того, две турбины начали эксплуатироваться в условиях, не предусмотренных проектом. По данным испытаний были сделаны рекомендации по режимам эксплуатации, а также по мероприятиям, снижающим вибрации агрегата.
Интересные работы проведены на горизонтальных капсульных турбинах Череповецкой ГЭС, где выявлены причины выхода из строя масляных подшипников. Исследования показали, что при малых частотах вращения вала турбины, связанных с пуском и остановкой, создается слишком тонкая масляная пленка, что ведет к подгораниям вкладышей подшипника.
В ближайшем будущем намечено продолжить натурные испытания на Саяно-Шушенской и Нижне-Камской ГЭС, для которых уже полностью составлены и согласованы все необходимые программы, выполнены подготовительные работы и частично проведены испытания.
