مولد طاقة كهرومائية بديل بقدرة 500 كيلو وات من شركة فرانسيس هيدرو توربين في أوزبكستان
توربين فرانسيس هو مزيج من توربينات الدفع والرد، حيث تدور الشفرات باستخدام قوة رد الفعل والرد للمياه المتدفقة خلالها، مما يُنتج الكهرباء بكفاءة أعلى. يُستخدم توربين فرانسيس لإنتاج الكهرباء غالبًا في محطات الطاقة الكهرومائية متوسطة وكبيرة الحجم.
يمكن استخدام هذه التوربينات لارتفاعات منخفضة تصل إلى مترين وارتفاعات تصل إلى 300 متر. كما أنها مفيدة لأنها تعمل بكفاءة متساوية عند وضعها أفقيًا وعموديًا. يفقد الماء المار عبر توربين فرانسيس ضغطه، لكنه يبقى بنفس السرعة تقريبًا، لذا يُعتبر توربينًا تفاعليًا.
الوصف الخاص بالمكون الرئيسي لكل توربين فرانسيس هو كما يلي.
غلاف حلزوني
الغلاف الحلزوني هو وسيلة دخول الماء إلى التوربين. يمر الماء المتدفق من الخزان أو السد عبر هذا الأنبوب بضغط عالٍ. ريش التوربينات موضوعة بشكل دائري، مما يعني أن الماء الذي يصطدم بريش التوربين يجب أن يتدفق في المحور الدائري لضمان كفاءة الاصطدام. لذلك، يُستخدم الغلاف الحلزوني، ولكن بسبب الحركة الدائرية للماء، يفقد ضغطه.
للحفاظ على نفس الضغط يتم تقليل قطر الغلاف تدريجيًا، وبالتالي يتم الحصول على زخم أو سرعة موحدة تضرب شفرات العداء.
ريشات البقاء
تُوجِّه ريشات الدعم والتوجيه الماء إلى شفرات المجرى. تبقى ريشات الدعم ثابتة في موضعها، مما يُقلل من دوران الماء الناتج عن التدفق الشعاعي عند دخوله شفرات المجرى، مما يزيد من كفاءة التوربين.
ريش التوجيه
ريش التوجيه ليست ثابتة، بل تُغيّر زاويتها حسب الحاجة للتحكم في زاوية اصطدام الماء بشفرات التوربين لزيادة الكفاءة. كما تُنظّم معدل تدفق الماء إلى شفرات المحرّك، وبالتالي تتحكم في طاقة التوربين وفقًا للحمل الواقع عليه.
شفرات العداء
تُعدّ شفرات الروافع قلب أي توربين فرانسيس. فهي مراكز اصطدام السائل، وتؤدي القوة المماسية للاصطدام إلى دوران عمود التوربين، مما يُولّد عزم دوران. من الضروري الاهتمام بتصميم زوايا الشفرات عند المدخل والمخرج، إذ تُعدّ هذه الزوايا من العوامل الرئيسية التي تؤثر على إنتاج الطاقة.
تتكون شفرات المجرى من جزأين. النصف السفلي مصنوع على شكل دلو صغير لتدوير التوربين باستخدام نبضات الماء. بينما يستخدم الجزء العلوي من الشفرات قوة رد فعل الماء المتدفق عبره. يدور المجرى بفضل هاتين القوتين.
أنبوب السحب
يكون الضغط عند مخرج مجرى توربين التفاعل أقل عادةً من الضغط الجوي. لا يُمكن تصريف الماء عند المخرج مباشرةً إلى مجرى الهواء الخلفي. يُستخدم أنبوب أو أنبوب ذو مساحة متزايدة تدريجيًا لتصريف الماء من مخرج التوربين إلى مجرى الهواء الخلفي.
يُسمى هذا الأنبوب ذو المساحة المتزايدة "أنبوب السحب". أحد طرفيه متصل بمخرج المجرى، بينما يكون الطرف الآخر مغمورًا تحت مستوى الماء في مجرى الذيل.
مبدأ عمل توربين فرانسيس مع الرسم التخطيطي
تُستخدم توربينات فرانسيس بانتظام في محطات الطاقة الكهرومائية. في هذه المحطات، يدخل الماء عالي الضغط إلى التوربين عبر الغلاف الحلزوني (اللولب). تُقلل هذه الحركة ضغط الماء أثناء دورانه عبر الأنبوب؛ إلا أن سرعة الماء تبقى ثابتة. بعد مروره عبر اللولب، يتدفق الماء عبر ريش التوجيه ويُوجَّه نحو شفرات المجرى بزوايا مثالية. ولأن الماء يعبر شفرات المجرى المنحنية بدقة، فإنه ينحرف جانبًا إلى حد ما، مما يُفقد الماء جزءًا من حركته الدورانية. كما ينحرف الماء في الاتجاه المحوري ليخرج من أنبوب السحب إلى مجرى الذيل.
يُخفّض الأنبوب المذكور سرعة تدفق الماء للحصول على أقصى قدر من الطاقة من الماء الداخل. تُولّد عملية تحويل الماء عبر ريش المجاري قوة تدفع الريش إلى الجانب المعاكس مع انحراف الماء. قوة رد الفعل هذه (كما نعلم من قانون نيوتن الثالث) هي ما يُمكّن من نقل الطاقة من الماء إلى عمود التوربين، مع استمرار الدوران. ولأن التوربين يتحرك بفعل قوة رد الفعل هذه، تُعرف توربينات فرانسيس بأنها توربينات رد فعل. كما أن تغيير اتجاه تدفق الماء يُقلّل الضغط داخل التوربين نفسه.
مزايا المنتج
1. قدرة معالجة شاملة. مثل مشغل CNC VTL بطول 5 أمتار، وماكينات ثقب الأرضيات CNC 130 و150، وفرن التلدين بدرجة حرارة ثابتة، وماكينة طحن مسطحة، ومركز تصنيع CNC، إلخ.
2. العمر الافتراضي المصمم هو أكثر من 40 عامًا.
٣. تقدم شركة فورستر خدمة صيانة مجانية للموقع لمرة واحدة، في حال شراء العميل ثلاث وحدات (سعة ≥ ١٠٠ كيلو وات) خلال عام واحد، أو إذا تجاوز العدد الإجمالي خمس وحدات. تشمل خدمة الصيانة فحص المعدات، وفحص الموقع الجديد، والتدريب على التركيب والصيانة، وغيرها.
4. تم قبول OEM.
5. تصنيع CNC، اختبار التوازن الديناميكي ومعالجة التلدين المتساوي الحرارة، اختبار NDT.
6. قدرات التصميم والبحث والتطوير، 13 مهندسًا كبيرًا يتمتعون بخبرة في التصميم والبحث.
7. عمل المستشار الفني من شركة فورستر على مشروع توربينات الطاقة الكهرومائية لمدة 50 عامًا وحصل على إعانة خاصة من مجلس الدولة الصيني.
فيديو لمولد توربيني فرانسيس بقوة 500 كيلو وات
