Съществуват много видове хидрогенератори. Днес нека разгледаме подробно хидрогенератора с аксиален поток. Приложението на хидрогенераторите с аксиален поток през последните години е свързано главно с разработването на устройства с висок воден напор и големи размери. Развитието на местните аксиални турбини също е бързо. В построената водноелектрическа централа Gezhouba са инсталирани два вида аксиални лопаткови турбини, едната от които има диаметър на работното колело 11,3 м, което е диаметърът на работното колело на подобни турбини в света. Ето предимствата и недостатъците на средноаксиалните турбини.
Предимства на аксиалната турбина
В сравнение с турбината на Франсис, аксиалната турбина има следните основни предимства:
1. Висока специфична скорост и добри енергийни характеристики. Следователно, нейната скорост и дебит са по-високи от тези на турбината на Франсис. При същите условия на напор и дебит, тя може значително да намали размера на хидравличния турбогенератор, да намали теглото на агрегата и да спести разход на материали, което води до високи икономически ползи.
2. Формата на повърхността и грапавостта на повърхността на лопатките на аксиалните турбини лесно се отговарят на производствените изисквания. Тъй като лопатките на аксиалните витлови турбини могат да се въртят, средният КПД е по-висок от този на турбините на Франсис. При промяна на натоварването и напора КПД се променя малко.
3. Лопатките на лопатките на аксиалната турбина могат да се разглобяват, за да се улесни производството и транспортирането.
Следователно, аксиалната турбина е стабилна в широк работен диапазон, има по-малко вибрации и висока ефективност и производителност. В диапазона на нисък воден напор, тя почти замества турбината на Франсис. През последните десетилетия тя е постигнала голямо развитие и широко приложение по отношение на капацитета на един агрегат и водния напор.
3. Недостатъци на аксиалната турбина
Аксиалната турбина обаче има и недостатъци и ограничава обхвата си на приложение. Основните ѝ недостатъци са:
1. Броят на лопатките е малък и конзолен, така че здравината е лоша и не може да се прилага за водноелектрически централи със среден и висок напор.
2. Поради големия дебит на агрегата и високата скорост на агрегата, тя има по-малка височина на засмукване от турбината на Франсис при същия воден напор, което води до голяма дълбочина на изкопа и относително висока инвестиция за фундамент на електроцентралата.
Според горепосочените недостатъци на аксиалните турбини, напорът на приложението им непрекъснато се подобрява чрез внедряване на нови материали с висока якост и устойчивост на кавитация в производството на турбините и подобряване на състоянието на напреженията на лопатките в дизайна. Понастоящем диапазонът на приложение на аксиалните витлови турбини е 3-90 м, което е навлязло в областта на турбините на Франсис. Например, мощността на единична чуждестранна аксиална витлова турбина е 181700 kW, напорът е 88 м, а диаметърът на работното колело е 10,3 м. Единичната мощност на аксиална витлова турбина, произведена в Китай, е 175000 kW, напорът е 78 м, а диаметърът на работното колело е 11,3 м. Аксиалната турбина с фиксирано витло има фиксирани лопатки и опростена структура, но не може да се адаптира към водноелектрически централи с големи промени в напорния поток и натоварването. За големи водноелектрически централи със стабилен напор, служещи за базов товар или множество агрегати, тя може да се разглежда и след икономическо сравнение, когато сезонната електрическа енергия е в изобилие. Приложимият диапазон на воден напор е 3-50 м. Аксиалната витлова турбина обикновено използва вертикално устройство и работният ѝ процес е по същество същият като този на турбината на Франсис. Разликата е, че когато натоварването се промени, тя не само регулира въртенето на направляващата лопатка, но и регулира въртенето на лопатката на работното колело, за да поддържа висока ефективност.
Вече представихме и турбината на Франсис. Сред хидрогенераторите, турбината на Франсис е много различна от аксиалната турбина. Например, структурните форми на работното им колело са различни. Лопатките на турбината на Франсис са почти успоредни на главния вал, докато тези на аксиалната турбина са почти перпендикулярни на главния вал.
Време на публикуване: 19 април 2022 г.
