هناك أنواع عديدة من المولدات الكهرومائية. سأقدم اليوم شرحًا مفصلاً عن مولدات التدفق المحوري الكهرومائية. تركزت تطبيقات مولدات التوربينات المحورية التدفق في السنوات الأخيرة بشكل رئيسي على تطوير التوربينات عالية الضغط والحجم الكبير. تشهد توربينات التدفق المحوري المحلية تطورًا سريعًا. تم تركيب توربينين محوريين من النوع المجدافي في محطة جيتشوبا للطاقة الكهرومائية. يبلغ قطر أحدهما 11.3 مترًا، وهو الأكبر من نوعه في العالم حاليًا. فيما يلي مزايا وعيوب توربينات التدفق المحوري التدفق.
مزايا التوربينات ذات التدفق المحوري
بالمقارنة مع توربينات فرانسيس، تتمتع توربينات التدفق المحوري بالمزايا الرئيسية التالية:
١. سرعة نوعية عالية وخصائص طاقة ممتازة. لذلك، فإن سرعتها وتدفقها الوحدوي أعلى من توربين فرانسيس. في ظل نفس ضغط الماء وظروف الإنتاج، يمكنها تقليل حجم وحدة مولد التوربينات بشكل كبير، وتقليل وزنها، وتوفير استهلاك المواد، مما يجعلها اقتصادية. عالية.
٢. يُلبي شكل سطح وخشونة شفرة المجرى في توربين التدفق المحوري متطلبات التصنيع بسهولة. ولأن شفرات توربين التدفق المحوري الدوار ذي المجاديف قابلة للدوران، فإن متوسط كفاءته أعلى من توربين التدفق المختلط. ولا تتغير الكفاءة كثيرًا عند تغير الحمل وضغط الماء.
3. يمكن تفكيك شفرات عداء التوربينات المجدافية ذات التدفق المحوري، مما يجعلها ملائمة للتصنيع والنقل.
لذلك، يُمكن لتوربين التدفق المحوري الحفاظ على استقراره في نطاق تشغيل أوسع، مع اهتزاز أقل وكفاءة وإنتاجية أعلى. وفي نطاق الضغط المنخفض، حلَّ محل توربين فرانسيس تقريبًا. في العقود الأخيرة، شهد توربين التدفق المحوري تطورًا كبيرًا، سواءً من حيث سعة الوحدة الواحدة أو استخدام ضغط الماء، كما أن تطبيقاته واسعة جدًا.
عيوب التوربينات ذات التدفق المحوري
ومع ذلك، فإن توربينات التدفق المحوري تعاني أيضًا من عيوب تُحدّ من نطاق تطبيقها. ومن أهم هذه العيوب:
1. عدد الشفرات صغير، وهي ذراعية، وبالتالي فإن قوتها ضعيفة، ولا يمكن استخدامها في محطات الطاقة الكهرومائية المتوسطة والعالية الضغط.
2. بسبب معدل التدفق الكبير للوحدة والسرعة العالية للوحدة، فإن ارتفاع الشفط لها أصغر من توربين فرانسيس تحت نفس حالة الرأس، مما يؤدي إلى عمق حفر كبير لأساس محطة الطاقة واستثمار مرتفع نسبيًا.
وفقًا للعيوب المذكورة أعلاه لتوربينات التدفق المحوري، تُستخدم مواد جديدة عالية القوة مضادة للتجويف في تصنيع التوربينات ويتم تحسين قوة الشفرات في التصميم، بحيث يتم تحسين رأس تطبيق توربينات التدفق المحوري باستمرار. في الوقت الحاضر، يتراوح رأس تطبيق توربينات التجديف ذات التدفق المحوري من 3 إلى 90 مترًا، وقد دخلت منطقة توربين فرانسيس. على سبيل المثال، يبلغ الحد الأقصى لإنتاج الوحدة الواحدة لتوربينات التجديف ذات التدفق المحوري الأجنبية 181700 كيلوواط، ويبلغ الحد الأقصى لرأس الماء 88 مترًا، ويبلغ قطر العداء 10.3 مترًا. يبلغ الحد الأقصى لإنتاج الآلة الواحدة لتوربينات التجديف ذات التدفق المحوري المنتجة في بلدي 175000 كيلوواط، ويبلغ الحد الأقصى لرأس الماء 78 مترًا، ويبلغ الحد الأقصى لقطر العداء 11.3 مترًا. تتميز توربينات الدفع المحورية ذات المروحة الثابتة بشفرات ثابتة وبنية بسيطة، إلا أنها لا تتكيف مع محطات الطاقة الكهرومائية ذات التغيرات الكبيرة في منسوب المياه والحمل. تتميز بارتفاع مياه مستقر، وتُستخدم كمحطة طاقة كبيرة متعددة الوحدات أو كحمل أساسي. عند وفرة الطاقة الموسمية، يُمكن أيضًا إجراء مقارنة اقتصادية. يتراوح نطاق ارتفاعها الملائم بين 3 و50 مترًا. تستخدم توربينات الدفع المحورية ذات التدفق المجدول عادةً أجهزة رأسية. آلية عملها تُشبه إلى حد كبير توربينات فرانسيس. الفرق هو أنه عند تغير الحمل، لا يقتصر دورها على تنظيم دوران ريش التوجيه فحسب، بل يُضبط أيضًا دوران شفرات المجرى للحفاظ على كفاءة عالية.
سبق أن عرّفنا أيضًا بتوربينات فرانسيس. من بين مولدات التوربينات، لا يزال هناك فرق كبير بين توربينات فرانسيس وتوربينات التدفق المحوري. على سبيل المثال، يختلف هيكل مجاريها. تكون شفرات توربينات فرانسيس موازية تقريبًا للعمود الرئيسي، بينما تكون توربينات التدفق المحوري عمودية تقريبًا على العمود الرئيسي.
وقت النشر: ١١ نوفمبر ٢٠٢١
