Вадзяная турбіна — гэта машына, якая пераўтварае патэнцыяльную энергію вады ў механічную энергію. Выкарыстоўваючы гэту машыну для прывада генератара, энергія вады можа быць пераўтворана ў
Электрычнасць Гэта гідрагенератарная ўстаноўка.
Сучасныя гідраўлічныя турбіны можна падзяліць на дзве катэгорыі ў залежнасці ад прынцыпу патоку вады і структурных характарыстык.
Іншы тып турбіны, якая выкарыстоўвае як кінетычную, так і патэнцыяльную энергію вады, называецца ўдарнай турбінай.
Контратака
Вада, якая забіраецца з рэзервуара вышэй па плыні, спачатку паступае ў камеру адводу вады (спіральную камеру), а затым праз накіроўвальны апарат паступае ў выгнуты канал рабочай лапаткі.
Паток вады стварае сілу рэакцыі на лопасці, што прымушае крыльчатку круціцца. У гэты час энергія вады пераўтвараецца ў механічную энергію, і вада, якая выцякае з рабочага колы, выходзіць праз адсмоктвальную трубу.
Ніжэй па цячэнні.
Ударная турбіна ў асноўным мае тыпы патоку Фрэнсіса, косага патоку і восевага патоку. Асноўнае адрозненне заключаецца ў іншай канструкцыі рабочага калонкі.
(1) Катушка Фрэнсіса звычайна складаецца з 12-20 абцякальных вітых лопасцяў і асноўных кампанентаў, такіх як галоўка кола і ніжняе кольца.
Гэты тып турбіны мае шырокі дыяпазон прыдатнага ціску вады, невялікі аб'ём і нізкі кошт, і шырока выкарыстоўваецца пры высокім ціску вады.
Восевыя патокі падзяляюцца на прапелерныя і ратацыйныя. Першыя маюць нерухомую лопасць, а другія — ратацыйную. Восевыя турбіны звычайна складаюцца з 3-8 лопасцей, корпуса рабочага калонкі, дрэнажнага конуса і іншых асноўных кампанентаў. Прапускная здольнасць гэтага тыпу турбін большая, чым у турбін Фрэнсіса. Што тычыцца лапатных турбін, то яны маюць высокую эфектыўнасць у дыяпазоне вялікіх змен нагрузкі, бо лопасці могуць мяняць сваё становішча ў залежнасці ад нагрузкі. Супрацькавітацыйныя характарыстыкі і трываласць турбіны горшыя, чым у змешаных турбін, а канструкцыя таксама больш складаная. Як правіла, яны падыходзяць для нізкага і сярэдняга ўзроўню напору вады да 10.
(2) Функцыя камеры адводу вады заключаецца ў тым, каб забяспечыць раўнамерны паток вады ў механізм накіравання вады, паменшыць страты энергіі механізмам накіравання вады і палепшыць вадзяное кола.
эфектыўнасць машыны. Для вялікіх і сярэдніх турбін з вадзяным напорам зверху часта выкарыстоўваецца металічная спіральная труба круглага сячэння.
(3) Механізм накіравання вады звычайна размешчаны раўнамерна вакол рабочага калонкі, з пэўнай колькасцю абцякальных накіроўвальных лапатак і іх вярчальных механізмаў і г.д.
Функцыя складу заключаецца ў раўнамерным накіраванні патоку вады ў рабочы калонак і, рэгулюючы адтуліну накіроўвальнага апарата, у змене пераліву турбіны ў адпаведнасці з патрабаваннямі.
Патрабаванні да рэгулявання і змены нагрузкі генератара таксама могуць гуляць ролю герметызацыі вады, калі ўсе яны зачыненыя.
(4) Цягавая труба: Паколькі частка энергіі, якая засталася ў патоку вады на выхадзе з рабочага калонкі, не выкарыстоўваецца, функцыя цягавой трубы заключаецца ў рэкуперацыі
Частка энергіі і адводзіць ваду ніжэй па цячэнні. Невялікія турбіны звычайна выкарыстоўваюць прамыя конусныя адсмоктвальныя трубы, якія маюць высокі ККД, але вялікія і сярэднія турбіны...
Вадаправодныя трубы нельга капаць вельмі глыбока, таму выкарыстоўваюцца каленападобныя трубы для адводу вады.
Акрамя таго, у складзе ўдарнай турбіны ёсць трубчастыя турбіны, турбіны з косай плынню, рэверсіўныя помпавыя турбіны і г.д.
Ударная турбіна:
Гэты тып турбіны выкарыстоўвае сілу ўдару хуткаснага патоку вады для кручэння турбіны, і найбольш распаўсюджаным з'яўляецца каўшовы тып.
Каўшавыя турбіны звычайна выкарыстоўваюцца ў вышэйзгаданых высоканапорных гідраэлектрастанцыях. Іх рабочыя часткі ў асноўным ўключаюць акведукі, фарсункі і распыляльнікі.
Іголка, вадзяное кола і спіральная турбіна і г.д. абсталяваны мноствам цвёрдых лыжападобных вёдраў для вады на вонкавым краі вадзянога кола. Эфектыўнасць гэтай турбіны змяняецца ў залежнасці ад нагрузкі.
Змена невялікая, але прапускная здольнасць вады абмежаваная соплам, якое значна меншае за радыяльна-восевы паток. Каб палепшыць прапускную здольнасць вады, павялічце выхад і
Для павышэння эфектыўнасці вялікая вадзяная турбіна была зменена з гарызантальнай восі на вертыкальную, а таксама распрацавана з аднаго сопла на шматсоплавае.
3. Уводзіны ў структуру рэакцыйнай турбіны
Закапаная частка, у тым ліку спіральная частка, сядло, адсмоктвальная труба і г.д., закапана ў бетонны падмурак. Яна з'яўляецца часткай водаадводнай і пераліўной частак ўстаноўкі.
Спіральная
Спіральныя трубы падзяляюцца на бетонныя і металічныя. У турбінах з вышынёй напору да 40 метраў часцей за ўсё выкарыстоўваюцца бетонныя спіральныя трубы. Для турбін з вышынёй напору больш за 40 метраў звычайна выкарыстоўваюцца металічныя спіральныя трубы з-за неабходнасці павышэння трываласці. Металічныя спіральныя трубы маюць такія перавагі, як высокая трываласць, зручнасць апрацоўкі, простае будаўніцтва і лёгкае падключэнне да вадаправоднага трубаправода электрастанцыі.
Існуе два тыпы металічных спіралей: зварныя і літыя.
Для вялікіх і сярэдніх ударных турбін з водным напорам каля 40-200 метраў часцей за ўсё выкарыстоўваюцца звараныя сталёвыя лісты. Для зручнасці зваркі лісты часта падзяляюцца на некалькі канічных секцый, кожная секцыя мае круглую форму, а хваставая частка лісты з-за гэтага памяншаецца і надаецца авальная форма для зваркі з кольцам сядла. Кожны канічны сегмент пракатваецца на ліставога станку.
У малых турбінах Фрэнсіса часта выкарыстоўваюцца чыгунныя спіральныя калоды, адлітыя цалкам. Для турбін з высокім напорам і вялікай магутнасцю звычайна выкарыстоўваецца адліваная сталёвая спіральная калода, прычым спіральная калода і сядло адліваюцца ў адно цэлае.
Ніжняя частка спіральнай трубы абсталявана зліўным клапанам для зліву назапашанай вады падчас тэхнічнага абслугоўвання.
Кольца сядзення
Сядло з'яўляецца асноўнай часткай ударнай турбіны. Акрамя таго, што яно вытрымлівае ціск вады, яно таксама вытрымлівае вагу ўсяго блока і бетоннай секцыі блока, таму яно патрабуе дастатковай трываласці і калянасці. Асноўны механізм сядла складаецца з верхняга кольца, ніжняга кольца і нерухомага накіроўвальнага апарата. Нерухомы накіроўвальны апарат з'яўляецца апорным сядлом, стойкай, якая перадае восевую нагрузку, і паверхняй патоку. Адначасова ён з'яўляецца асноўнай апорнай дэталлю ў зборцы асноўных кампанентаў турбіны і адной з самых ранніх устаноўленых дэталяў. Такім чынам, яно павінна мець дастатковую трываласць і калянасць, а таксама добрыя гідраўлічныя характарыстыкі.
Сядло з'яўляецца адначасова і апорнай, і праточнай часткай, таму праточная паверхня мае абцякальную форму, каб забяспечыць мінімальныя гідраўлічныя страты.
Сядло звычайна мае тры структурныя формы: аднаслуповае, паўінтэгральнае і інтэгральнае. Для турбін Фрэнсіса звычайна выкарыстоўваецца інтэгральнае сядло.
Цягавая труба і фундаментнае кольца
Адсмоктвальная труба з'яўляецца часткай праточнага канала турбіны і бывае двух тыпаў: прамая канічная і выгнутая. Выгнутая адсмоктвальная труба звычайна выкарыстоўваецца ў вялікіх і сярэдніх турбінах. Фундаментнае кольца - гэта асноўная частка, якая злучае сядло турбіны Фрэнсіса з уваходнай часткай адсмоктвальнай трубы і ўбудавана ў бетон. У ім круціцца ніжняе кольца рабочага калонкі.
Структура вадаправода
Функцыяй механізму водаправоду гідратурбіны з'яўляецца фарміраванне і змяненне аб'ёму цыркуляцыі патоку вады, які паступае ў рабочы калонак. Для забеспячэння раўнамернага патоку вады па перыметры з невялікімі стратамі энергіі пры розных хуткасцях патоку выкарыстоўваецца паваротны шматнакіравальны клапан з добрай прадукцыйнасцю. Забяспечце добрыя гідраўлічныя характарыстыкі турбіны, рэгулюйце паток для змены выхаду агрэгата, герметызуйце паток вады і спыняйце кручэнне агрэгата падчас нармальнага і аварыйнага спынення. Буйныя і сярэднія механізмы водаправоду можна падзяліць на цыліндрычныя, канічныя (цыбулепадобныя і нахільныя турбіны) і радыяльныя (поўнага пранікнення турбіны) у залежнасці ад становішча восі накіроўвальных лапатак. Механізм водаправоду ў асноўным складаецца з накіроўвальных лапатак, прывадных механізмаў накіроўвальных лапатак, кальцавых кампанентаў, муфт вала, ушчыльненняў і іншых кампанентаў.
Канструкцыя прылады накіроўвальнага апарата.
Кальцавыя кампаненты вадаправоднага механізму ўключаюць ніжняе кольца, верхнюю вечка, апорную вечка, кіравальнае кольца, кранштэйны падшыпніка, кранштэйны ўпорнага падшыпніка і г.д. Яны маюць складаныя сілы і высокія патрабаванні да вытворчасці.
Ніжняе кольца
Ніжняе кольца — гэта плоская кальцавая дэталь, замацаваная на сядле, большасць з якіх маюць літую зварную канструкцыю. З-за абмежаванняў умоў транспарціроўкі ў вялікіх агрэгатах яно можа быць падзелена на дзве паловы або на камбінацыю з большай колькасці пялёсткаў. Для электрастанцый са зносам ад асадкаў прымаюцца пэўныя меры супраць зносу на паверхні патоку. У цяперашні час супрацьзносныя пласціны ў асноўным усталёўваюцца на тарцах, і ў большасці з іх выкарыстоўваецца нержавеючая сталь 0Cr13Ni5Mn. Калі ніжняе кольца і верхняя і ніжняя тарцовыя паверхні накіроўвальнага апарата ўшчыльняюцца гумай, на ніжнім кольцы павінна быць хваставая паза або гумовая паза тыпу прыціскной пласціны. Наш завод у асноўным выкарыстоўвае латуневыя ўшчыльняльныя пласціны. Адтуліна вала накіроўвальнага апарата на ніжнім кольцы павінна быць канцэнтрычнай з верхняй вечкам. Верхняе вечка і ніжняе кольца часта выкарыстоўваюцца для аднолькавага расточвання сярэдніх і малых агрэгатаў. Вялікія агрэгаты зараз на нашым заводзе расточваюцца непасрэдна на расточным станку з ЧПУ.
Кантроль кіравання
Кіруючае кольца — гэта кальцавая дэталь, якая перадае сілу рэле і паварочвае накіроўвалы апарат праз перадаткавы механізм.
Напраўляльная лапатка
У цяперашні час накіроўвальныя лапаткі часта маюць дзве стандартныя формы лапатак: сіметрычную і асіметрычную. Сіметрычныя накіроўвальныя лапаткі звычайна выкарыстоўваюцца ў спіральных турбінах з высокай удзельнай хуткасцю і няпоўным вуглом ахопу спіралі; асіметрычныя накіроўвальныя лапаткі звычайна выкарыстоўваюцца ў спіральных турбінах з поўным вуглом ахопу і працуюць з восевым патокам з нізкай удзельнай хуткасцю і вялікім адтулінай. Напраўляльныя лапаткі (цыліндрычныя) звычайна адліваюцца цалкам, а ў буйных агрэгатах таксама выкарыстоўваюцца зварныя канструкцыі.
Напраўляльны апарат з'яўляецца важнай часткай механізму водаправода, які адыгрывае ключавую ролю ў фарміраванні і змене аб'ёму цыркуляцыі вады, якая паступае ў рабочы апарат. Напраўляльны апарат падзелены на дзве часткі: корпус накіроўвальнага апарата і дыяметр вала накіроўвальнага апарата. Звычайна выкарыстоўваецца суцэльнае ліццё, а ў буйных агрэгатах таксама выкарыстоўваецца ліццёвая зварка. Матэрыялы звычайна - гэта ZG30 і ZG20MnSi. Для забеспячэння гнуткага кручэння накіроўвальнага апарата верхні, сярэдні і ніжні валы накіроўвальнага апарата павінны быць канцэнтрычнымі, радыяльнае хістанне не павінна перавышаць палову дапушчальнага дыяметра цэнтральнага вала, а дапушчальная памылка тарца накіроўвальнага апарата, не перпендыкулярнага восі, не павінна перавышаць 0,15/1000. Профіль паверхні патоку накіроўвальнага апарата непасрэдна ўплывае на аб'ём цыркуляцыі вады, якая паступае ў рабочы апарат. Галоўка і хвост накіроўвальнага апарата звычайна вырабляюцца з нержавеючай сталі для паляпшэння ўстойлівасці да кавітацыі.
Утулка накіроўваючага апарата і ўпорная прылада накіроўваючага апарата
Утулка накіроўвальнага апарата — гэта кампанент, які фіксуе дыяметр цэнтральнага вала на накіроўвальным апарате, і яе канструкцыя залежыць ад матэрыялу, ушчыльнення і вышыні верхняй вечка. Яна часцей за ўсё мае форму цэльнага цыліндру, а ў буйных прыладах — сегментаваная, што дазваляе лёгка рэгуляваць зазор.
Упорная прылада накіроўвальнага апарата прадухіляе яго ўздым пад ціскам вады. Калі вага накіроўвальнага апарата перавышае ўласную вагу, ён падымаецца ўверх, сутыкаецца з верхняй вечкам і ўплывае на сілу, якая дзейнічае на шатун. Упорная пласціна звычайна выраблена з алюмініевай бронзы.
Ушчыльненне накіроўвалай лапаткі
Напраўляльны апарат мае тры функцыі ўшчыльнення: адна — памяншэнне страт энергіі, другая — памяншэнне ўцечкі паветра падчас фазавай мадуляцыі, а трэцяя — памяншэнне кавітацыі. Ушчыльненні накіроўвальнага апарата падзяляюцца на ўшчыльненні пад'ёму і канцавыя ўшчыльненні.
У сярэдзіне і ўнізе дыяметра вала накіроўвальнага апарата ёсць ушчыльняльнікі. Пры ўшчыльненні дыяметра вала ціск вады паміж ушчыльняльным кольцам і дыяметрам вала накіроўвальнага апарата шчыльна зачынены. Такім чынам, у гільзе ёсць дрэнажныя адтуліны. Ушчыльненне ніжняга дыяметра вала ў асноўным прызначана для прадухілення траплення асадка і зносу дыяметра вала.
Існуе мноства тыпаў механізмаў перадачы накіроўвалых лапатак, і ёсць два найбольш распаўсюджаныя. Адзін з іх - гэта тып з вілачнай галоўкай, які мае добрыя ўмовы напружання і падыходзіць для буйных і сярэдніх агрэгатаў. Другі - тып з ручкай-вушкой, які ў асноўным характарызуецца простай канструкцыяй і больш падыходзіць для невялікіх і сярэдніх агрэгатаў.
Механізм перадачы ручкі вуха ў асноўным складаецца з рычага накіроўвалай лапаткі, злучальнай пласціны, разрэзнай палоўкі шпонкі, зрыўнога штыфта, гільзы вала, тарцавой вечка, ручкі вуха, шатуна-штыфта паваротнай гільзы і г.д. Сіла не вельмі добрая, але канструкцыя простая, таму яна больш падыходзіць для малых і сярэдніх агрэгатаў.
Механізм прывада відэльца
Механізм перадачы галоўкі відэльца ў асноўным складаецца з рычага накіроўвалай лапаткі, злучальнай пласціны, галоўкі відэльца, штыфта галоўкі відэльца, злучальнай вінтоўкі, гайкі, паўшпонкі, зрыўнога штыфта, гільзы вала, тарцавой вечка і кампенсацыйнага кольца і г.д.
Рычаг накіроўвальнага апарата і накіроўвальны апарат злучаны раз'ёмнай шпонкай для непасрэднай перадачы крутоўнага моманту. На рычаг накіроўвальнага апарата ўстаноўлена тарцавая вечка, а накіроўвальны апарат падвешаны на тарцавой вечку з дапамогай рэгулявальнай шрубы. Дзякуючы выкарыстанню раз'ёмнай шпонкі накіроўвальны апарат рухаецца ўверх і ўніз пры рэгуляванні зазору паміж верхнім і ніжнім тарцамі корпуса накіроўвальнага апарата, пры гэтым становішча іншых частак трансмісіі не змяняецца.
У механізме перадачы з вілкавай галоўкай рычаг накіроўвальнага апарата і злучальная пласціна абсталяваны зрыўнымі штыфтамі. Калі накіроўвальныя апараты захрасаюць з-за старонніх прадметаў, рабочая сіла адпаведных дэталяў трансмісіі рэзка ўзрастае. Калі напружанне павялічваецца ў 1,5 раза, зрыўныя штыфты спачатку зразаюцца. Абараніце іншыя дэталі трансмісіі ад пашкоджанняў.
Акрамя таго, у месцы злучэння паміж злучальнай пласцінай або рэгулявальным кольцам і галоўкай відэльца, каб утрымліваць злучальны шруба ў гарызантальным становішчы, можна ўсталяваць кампенсацыйнае кольца для рэгулявання. Разьба на абодвух канцах злучальнай шрубы адпаведна левабаковая і правабаковая, так што даўжыню шатуна і адтуліну накіроўвалай лапаткі можна рэгуляваць падчас усталёўкі.
Круцельная частка
Круцельная частка ў асноўным складаецца з рабочага кола, галоўнага вала, падшыпніка і ўшчыльняльнай прылады. Рабочае кола збіраецца і зварваецца з верхняй каронкі, ніжняга кольца і лапатак. Большасць галоўных валаў турбін адлітыя. Існуе мноства тыпаў накіроўвалых падшыпнікаў. У залежнасці ад умоў эксплуатацыі электрастанцыі існуе некалькі тыпаў падшыпнікаў, такіх як вадзяная змазка, тонкаслаёвая змазка і сухослаёвая змазка. Як правіла, на электрастанцыях часцей за ўсё выкарыстоўваюцца тонкаслаёвыя цыліндрычныя або блокавыя падшыпнікі.
Фрэнсіс Ранер
Рабочы калонак Фрэнсіса складаецца з верхняй каронкі, лапатак і ніжняга кольца. Верхняя каронка звычайна абсталявана кольцам супраць уцечкі для памяншэння страт вады з-за ўцечкі і прыладай для скіду ціску для памяншэння восевага вадзянога цягі. Ніжняе кольца таксама абсталявана прыладай супраць уцечкі.
Аксіяльныя рабочыя лопасці
Лопасці восевага рабочага калонкі (асноўны кампанент для пераўтварэння энергіі) складаюцца з дзвюх частак: корпуса і шарніра. Адліваюцца асобна і аб'ядноўваюцца з механічнымі дэталямі, такімі як шрубы і штыфты, пасля апрацоўкі. (Звычайна дыяметр рабочай калонкі перавышае 5 метраў). Звычайна вырабляецца з маркі ZG30 і ZG20MnSi. Колькасць лопасцяў рабочай калонкі звычайна складае 4, 5, 6 і 8.
Цела бегуна
Корпус рабочага калонкі абсталяваны ўсімі лапаткамі і прывадным механізмам, верхняя частка злучана з галоўным валам, а ніжняя частка злучана з дрэнажным конусам, які мае складаную форму. Звычайна корпус рабочага калонкі вырабляюць з ZG30 і ZG20MnSi. Форма ў асноўным сферычная, каб паменшыць страты аб'ёму. Канкрэтная структура корпуса рабочага калонкі залежыць ад размяшчэння рэле і формы прываднага механізму. У злучэнні з галоўным валам злучальны шруба нясе толькі восевую сілу, а крутоўны момант успрымаецца цыліндрычнымі штыфтамі, размеркаванымі ўздоўж радыяльнага кірунку паверхні злучэння.
Прывадны механізм
Прамая сувязь з аперацыйнай рамай:
1. Калі вугал ляза знаходзіцца ў сярэднім становішчы, рычаг знаходзіцца ў гарызантальным становішчы, а шатун — вертыкальным.
2. Круцільны рычаг і лязо выкарыстоўваюць цыліндрычныя штыфты для перадачы крутоўнага моманту, а радыяльнае становішча пазіцыянуецца стопорным кольцам.
3. Шатун падзелены на ўнутраны і знешні шатуны, і сіла размеркавана раўнамерна.
4. На рабочай раме ёсць ручка-вушка, якую зручна рэгуляваць падчас зборкі. Супадзенне тарца ручкі-вушка і рабочай рамы абмежавана абмежавальным штыфтом, каб прадухіліць захрасанне шатуна пры фіксацыі ручкі-вушка.
5. Рабочая рама мае форму літары «I». Большасць з іх выкарыстоўваюцца ў невялікіх і сярэдніх установках з 4-6 лопасцямі.
Прамасны рычажны механізм без рабочай рамы: 1. Рабочая рама адменена, а шатун і паваротны рычаг непасрэдна прыводзяцца ў рух поршнем рэле. у вялікіх агрэгатах.
Механізм касой сувязі з рабочай рамай: 1. Калі вугал павароту лопасці знаходзіцца ў сярэднім становішчы, паваротны рычаг і шатун маюць вялікі вугал нахілу. 2. Ход рэле павялічваецца, а ў рабочым коле з большай колькасцю лопасцей.
Пакой для бегуноў
Рабочая камера ўяўляе сабой звараную канструкцыю з сталёвых лістоў па ўсім свеце, а схільныя да кавітацыі часткі ў сярэдзіне выраблены з нержавеючай сталі для паляпшэння ўстойлівасці да кавітацыі. Рабочая камера мае дастатковую калянасць, каб задаволіць патрабаванні раўнамернага зазору паміж лапаткамі рабочага калонкі і рабочай камерай рабочага калонкі падчас працы ўстаноўкі. На нашым заводзе распрацавана поўная методыка апрацоўкі ў вытворчым працэсе: А. Апрацоўка на вертыкальным такарным станку з ЧПУ. Б, апрацоўка метадам прафілявання. Прамая канічная частка адсмоктвальнай трубы абшыта сталёвымі лістамі, якія фармуюцца на заводзе і збіраюцца на месцы.
Час публікацыі: 26 верасня 2022 г.
