Vodna turbina je mašina koja pretvara potencijalnu energiju vode u mehaničku energiju. Korištenjem ove mašine za pogon generatora, energija vode se može pretvoriti u
Električna energija Ovo je hidrogeneratorski set.
Moderne hidraulične turbine mogu se podijeliti u dvije kategorije prema principu protoka vode i strukturnim karakteristikama.
Druga vrsta turbine koja koristi i kinetičku i potencijalnu energiju vode naziva se udarna turbina.
Protunapad
Voda koja se crpi iz uzvodnog rezervoara prvo teče u komoru za preusmjeravanje vode (volutu), a zatim kroz vodeću lopaticu teče u zakrivljeni kanal lopatice rotora.
Protok vode stvara reaktivnu silu na lopaticama, što uzrokuje rotaciju impelera. U ovom trenutku, energija vode se pretvara u mehaničku energiju, a voda koja teče iz rotora se ispušta kroz usisnu cijev.
Nizvodno.
Udarna turbina uglavnom uključuje Francisov tok, kosi tok i aksijalni tok. Glavna razlika je u tome što je struktura radnog kola drugačija.
(1) Francisov trkač se uglavnom sastoji od 12-20 aerodinamičnih uvijenih lopatica i glavnih komponenti kao što su kruna kotača i donji prsten.
Dovod i aksijalni odvod, ovaj tip turbine ima širok raspon primjenjivih vodostaja, malu zapreminu i nisku cijenu, te se široko koristi pri visokim vodostajima.
Aksijalni protok se dijeli na propelerski i rotacijski tip. Prvi ima fiksnu lopaticu, dok drugi ima rotirajuću lopaticu. Aksijalni protok turbine se uglavnom sastoji od 3-8 lopatica, tijela protoka, odvodnog konusa i drugih glavnih komponenti. Kapacitet protoka vode ove vrste turbine je veći od Francisovog protoka. Kod lopataste turbine, budući da lopatica može mijenjati svoj položaj s opterećenjem, ima visoku efikasnost u rasponu velikih promjena opterećenja. Performanse protiv kavitacije i čvrstoća turbine su lošije od onih kod turbine miješanog protoka, a struktura je također složenija. Generalno, pogodna je za raspon niskog i srednjeg vodostaja od 10.
(2) Funkcija komore za preusmjeravanje vode je da osigura ravnomjeran protok vode u mehanizam za vođenje vode, smanji gubitak energije mehanizma za vođenje vode i poboljša rad vodenog točka.
efikasnost mašine. Za velike i srednje turbine sa vodenim stupcem iznad, često se koristi metalna spirala kružnog presjeka.
(3) Mehanizam za vođenje vode je uglavnom ravnomjerno raspoređen oko rotora, s određenim brojem aerodinamičnih usmjeravajućih lopatica i njihovih rotirajućih mehanizama itd.
Funkcija kompozicije je da ravnomjerno usmjerava protok vode u rotor i, podešavanjem otvora upravljačke lopatice, mijenja preljev turbine kako bi odgovarao
Zahtjevi za podešavanje i promjenu opterećenja generatora također mogu igrati ulogu zaptivne vode kada su svi zatvoreni.
(4) Propusna cijev: Budući da se dio preostale energije u protoku vode na izlazu iz cijevi ne koristi, funkcija propusne cijevi je da povrati
Dio energije i odvodi vodu nizvodno. Male turbine uglavnom koriste ravne konusne cijevi za odvod vode, koje imaju visoku efikasnost, ali velike i srednje turbine su
Vodovodne cijevi se ne mogu kopati jako duboko, pa se koriste cijevi za pročišćavanje s koljenom.
Osim toga, u udarnoj turbini postoje cjevaste turbine, turbine s kosim protokom, reverzibilne pumpne turbine itd.
Udarna turbina:
Ova vrsta turbine koristi udarnu silu protoka vode velike brzine za rotaciju turbine, a najčešća je ona tipa s lopaticama.
Koferne turbine se uglavnom koriste u gore navedenim hidroelektranama visokog pada. Njihovi radni dijelovi uglavnom uključuju akvadukte, mlaznice i raspršivače.
Igla, vodeni točak i spiralni točak itd. opremljeni su mnogim čvrstim kantama za vodu u obliku kašike na vanjskom rubu vodenog točka. Efikasnost ove turbine varira u zavisnosti od opterećenja.
Promjena je mala, ali kapacitet protoka vode je ograničen mlaznicom, koja je mnogo manja od radijalnog aksijalnog protoka. Da biste poboljšali kapacitet protoka vode, povećajte izlaz i
Radi poboljšanja efikasnosti, velika turbina s vodenim vedrom promijenjena je s horizontalne na vertikalnu osu, a razvijena je s jedne mlaznice na više mlaznica.
3. Uvod u strukturu reaktivne turbine
Ukopani dio, uključujući spiralu, prsten sjedišta, usisnu cijev itd., ukopan je u betonski temelj. Dio je dijelova jedinice za preusmjeravanje vode i preljev.
Spiralni
Spiralni ventil se dijeli na betonski i metalni. Jedinice s vodenim stupcem unutar 40 metara uglavnom koriste betonski spirali. Za turbine s vodenim stupcem većim od 40 metara, metalni spirali se obično koriste zbog potrebe za čvrstoćom. Metalni spirali imaju prednosti visoke čvrstoće, jednostavne obrade, jednostavne građevinske konstrukcije i jednostavnog povezivanja s cjevovodom za preusmjeravanje vode elektrane.
Postoje dvije vrste metalnih voluta, zavarene i lijevane.
Za velike i srednje udarne turbine s vodenim stupcem od oko 40-200 metara, uglavnom se koriste čelične ploče zavarene spiralne cijevi. Radi lakšeg zavarivanja, spirala je često podijeljena na nekoliko konusnih dijelova, svaki dio je kružnog oblika, a repni dio spiralne cijevi je zbog toga što se presjek smanjuje i mijenja u ovalni oblik radi zavarivanja s prstenom sjedišta. Svaki konusni segment se valja pomoću mašine za valjanje ploča.
Kod malih Francisovih turbina često se koriste spiralne cijevi od lijevanog željeza koje se liju kao cjelina. Za turbine s visokim tlakom i velikim kapacitetom obično se koristi spirala od lijevanog čelika, a spirala i prsten sjedišta se liju u jednu cjelinu.
Najniži dio spiralne cijevi opremljen je ispusnim ventilom za ispuštanje nakupljene vode tokom održavanja.
Prsten sjedišta
Prsten sjedišta je osnovni dio udarne turbine. Pored toga što nosi pritisak vode, on također nosi težinu cijele jedinice i betona dijela jedinice, tako da zahtijeva dovoljnu čvrstoću i krutost. Osnovni mehanizam prstena sjedišta sastoji se od gornjeg prstena, donjeg prstena i fiksne vodeće lopatice. Fiksna vodeća lopatica je noseći prsten sjedišta, podupirač koji prenosi aksijalno opterećenje i površina protoka. Istovremeno, to je glavni referentni dio u montaži glavnih komponenti turbine i jedan je od najranije ugrađenih dijelova. Stoga mora imati dovoljnu čvrstoću i krutost, a istovremeno treba imati i dobre hidraulične performanse.
Prsten sjedišta je i nosivi dio i protočni dio, tako da protočna površina ima aerodinamičan oblik kako bi se osigurali minimalni hidraulični gubici.
Sjedalo obično ima tri strukturna oblika: oblik jednog stuba, poluintegralni oblik i integralni oblik. Za Francisove turbine obično se koristi sjedište integralne strukture.
Cijev za propuh i temeljni prsten
Propusna cijev je dio protočnog kanala turbine, a postoje dvije vrste: ravna, konusna i zakrivljena. Zakrivljena propusna cijev se obično koristi kod velikih i srednjih turbina. Temeljni prsten je osnovni dio koji spaja prsten sjedišta Francisove turbine s ulaznim dijelom propusne cijevi i ugrađen je u beton. Donji prsten rotora rotira unutar njega.
Struktura vodenog vodiča
Funkcija mehanizma za vođenje vode vodene turbine je formiranje i promjena cirkulacijskog volumena protoka vode koji ulazi u radno kolo. Rotacijski mehanizam za upravljanje višestrukim usmjerivačima vode koristi se kako bi se osiguralo da protok vode ulazi ravnomjerno duž obima s malim gubitkom energije pri različitim protocima. Osigurajte da turbina ima dobre hidraulične karakteristike, podesite protok kako biste promijenili izlaz jedinice, zatvorite protok vode i zaustavite rotaciju jedinice tokom normalnog i akcidentnog isključenja. Veliki i srednji mehanizmi za vođenje vode mogu se podijeliti na cilindrične, konusne (turbine tipa luka i turbine s kosim protokom) i radijalne (turbine s punim prodiranjem) prema položaju ose usmjerivača. Mehanizam za vođenje vode uglavnom se sastoji od usmjerivača, mehanizama za upravljanje usmjerivačima, prstenastih komponenti, čahura vratila, zaptivki i drugih komponenti.
Struktura uređaja s usmjerivačem lopatica.
Prstenaste komponente mehanizma za vođenje vode uključuju donji prsten, gornji poklopac, potporni poklopac, kontrolni prsten, nosač ležaja, nosač aksijalnog ležaja itd. Imaju složene sile i visoke proizvodne zahtjeve.
Donji prsten
Donji prsten je ravni prstenasti dio pričvršćen za prsten sjedišta, od kojih je većina lijevano-zavarene konstrukcije. Zbog ograničenja transportnih uslova u velikim jedinicama, može se podijeliti na dvije polovice ili kombinaciju više latica. Za elektrane sa sedimentnim habanjem, poduzimaju se određene mjere protiv habanja na površini protoka. Trenutno se ploče protiv habanja uglavnom ugrađuju na čeone površine, a većina njih koristi nehrđajući čelik 0Cr13Ni5Mn. Ako su donji prsten i gornja i donja čeona površina vodeće lopatice zabrtvljene gumom, na donjem prstenu mora postojati repni žlijeb ili žlijeb gumene zaptivke tipa pritisne ploče. Naša tvornica uglavnom koristi mesinganu zaptivnu ploču. Otvor osovine vodeće lopatice na donjem prstenu treba biti koncentričan s gornjim poklopcem. Gornji poklopac i donji prsten često se koriste za isto bušenje srednjih i malih jedinica. Velike jedinice se sada direktno buše CNC bušilicom u našoj tvornici.
Kontrolna petlja
Kontrolni prsten je prstenasti dio koji prenosi silu releja i okreće vodeću lopaticu putem mehanizma prijenosa.
Vodilica
Trenutno, vodeće krilca često imaju dva standardna oblika lamela, simetrični i asimetrični. Simetrična vodeća krilca se obično koriste u aksijalnim turbinama velike specifične brzine s nepotpunim uglom omota spiralne lamele; asimetrična vodeća krilca se obično koriste u spiralama s punim uglom omota i rade s aksijalnim protokom male specifične brzine s velikim otvorom i Francisovim turbinama velike i srednje specifične brzine. (Cilindrična) vodeća krilca se obično liju u cijelosti, a lijevano-zavarene konstrukcije se također koriste u velikim jedinicama.
Vodilica je važan dio mehanizma za vođenje vode, koji igra ključnu ulogu u formiranju i promjeni volumena cirkulacije vode koja ulazi u klizač. Vodilica je podijeljena na dva dijela: tijelo vodilice i prečnik osovine vodilice. Generalno, koristi se cijeli odlivak, a velike jedinice također koriste zavarivanje lijevanog materijala. Materijali su generalno ZG30 i ZG20MnSi. Da bi se osigurala fleksibilna rotacija vodilice, gornja, srednja i donja osovina vodilice trebaju biti koncentrične, radijalni zamah ne smije biti veći od polovine tolerancije prečnika centralne osovine, a dozvoljena greška čeone površine vodilice koja nije okomita na osu ne smije prelaziti 0,15/1000. Profil površine protoka vodilice direktno utiče na volumen cirkulacije vode koja ulazi u klizač. Glava i rep vodilice su generalno izrađeni od nehrđajućeg čelika radi poboljšanja otpornosti na kavitaciju.
Čahura vodeće lopatice i potisni uređaj vodeće lopatice
Čahura vodeće lopatice je komponenta koja fiksira prečnik centralne osovine na vodećoj lopatici, a njena struktura je povezana sa materijalom, zaptivkom i visinom gornjeg poklopca. Uglavnom je u obliku integralnog cilindra, a kod velikih jedinica je uglavnom segmentirana, što ima prednost vrlo dobrog podešavanja zazora.
Uređaj za potisak vodeće lopatice sprječava da vodeća lopatica ima uzgon prema gore pod djelovanjem pritiska vode. Kada vodeća lopatica premaši svoju vlastitu težinu, vodeća lopatica se podiže prema gore, sudara se s gornjim poklopcem i utječe na silu na klipnjaču. Potisna ploča je uglavnom od aluminijske bronce.
Zaptivka vodeće lopatice
Vodilica ima tri funkcije zaptivanja, jedna je smanjenje gubitka energije, druga je smanjenje curenja zraka tokom rada fazne modulacije, a treća je smanjenje kavitacije. Zaptivke vodilice dijele se na elevacijske i krajnje zaptivke.
U sredini i na dnu prečnika osovine vodeće lopatice nalaze se zaptivke. Kada je prečnik osovine zaptiven, pritisak vode između zaptivnog prstena i prečnika osovine vodeće lopatice je čvrsto zatvoren. Stoga se u rukavu nalaze drenažni otvori. Zaptivanje donjeg prečnika osovine uglavnom služi za sprečavanje ulaska sedimenta i pojave habanja prečnika osovine.
Postoji mnogo vrsta mehanizama za prijenos s usmjerivačem lopatica, a dva se najčešće koriste. Jedan je tip s viličastom glavom, koji ima dobro stanje napona i pogodan je za velike i srednje jedinice. Drugi je tip s ušnom drškom, koji se uglavnom karakterizira jednostavnom strukturom i pogodniji je za male i srednje jedinice.
Mehanizam prijenosa s ušnom ručkom uglavnom se sastoji od vodilice, spojne ploče, podijeljenog polu-ključa, smičućeg klina, čahure osovine, krajnjeg poklopca, ušne ručke, klina klipnjače rotirajuće čahure itd. Sila nije dobra, ali je struktura jednostavna, pa je pogodnija za male i srednje jedinice.
Mehanizam pogona viljuške
Mehanizam prijenosa viljuškaste glave uglavnom se sastoji od vodeće lopatice, spojne ploče, viljuškaste glave, klina viljuškaste glave, spojnog vijka, matice, polu-klin, klina za smicanje, čahure osovine, krajnjeg poklopca i kompenzacijskog prstena itd.
Krak vodeće lopatice i vodeća lopatica su spojeni razdvojenim ključem za direktan prenos radnog obrtnog momenta. Na krak vodeće lopatice je ugrađen krajnji poklopac, a vodeća lopatica je okačena na krajnji poklopac pomoću vijka za podešavanje. Zbog upotrebe razdvojenog ključa, vodeća lopatica se pomiče gore-dolje prilikom podešavanja razmaka između gornje i donje krajnje površine tijela vodeće lopatice, dok položaji ostalih dijelova prijenosa nisu pogođeni. uticaji.
U mehanizmu prijenosa viljuškaste glave, krak vodeće lopatice i spojna ploča opremljeni su smičućim klinovima. Ako se vodeće lopatice zaglave zbog stranih predmeta, radna sila relevantnih dijelova prijenosa će se naglo povećati. Kada se napon poveća 1,5 puta, smičući klinovi će se prvo prerezati. Zaštitite ostale dijelove prijenosa od oštećenja.
Pored toga, na spoju između spojne ploče ili kontrolnog prstena i glave viljuške, kako bi se spojni vijak održao horizontalnim, može se ugraditi kompenzacijski prsten za podešavanje. Navoji na oba kraja spojnog vijka su lijevi i desni, respektivno, tako da se dužina klipnjače i otvor vodeće lopatice mogu podesiti tokom instalacije.
Rotirajući dio
Rotirajući dio se uglavnom sastoji od rotora, glavnog vratila, ležaja i zaptivnog uređaja. Rotor je sastavljen i zavaren gornjom krunom, donjim prstenom i lopaticama. Većina glavnih vratila turbina je livena. Postoji mnogo vrsta vodećih ležajeva. U zavisnosti od uslova rada elektrane, postoji nekoliko vrsta ležajeva kao što su podmazivanje vodom, podmazivanje tankim uljem i podmazivanje suhim uljem. Generalno, elektrana uglavnom koristi tankoslojni cilindrični ili blokovni ležaj.
Francis trkač
Francisov rotor se sastoji od gornje krune, lopatica i donjeg prstena. Gornja kruna je obično opremljena prstenom protiv curenja kako bi se smanjio gubitak vode i uređajem za smanjenje pritiska kako bi se smanjio aksijalni potisak vode. Donji prsten je također opremljen uređajem protiv curenja.
Aksijalne lopatice trkača
Lopatica aksijalnog rotora (glavna komponenta za pretvaranje energije) sastoji se od dva dijela: tijela i osovine. Liju se odvojeno, a nakon obrade spajaju se s mehaničkim dijelovima poput vijaka i klinova. (Generalno, prečnik rotora je veći od 5 metara.) Proizvodnja se obično vrši od ZG30 i ZG20MnSi čelika. Broj lopatica rotora je obično 4, 5, 6 i 8.
Tijelo trkača
Tijelo rotora je opremljeno svim lopaticama i radnim mehanizmom, gornji dio je povezan s glavnom osovinom, a donji dio je povezan s odvodnim konusom, koji ima složen oblik. Obično je tijelo rotora izrađeno od ZG30 i ZG20MnSi. Oblik je uglavnom sferičan kako bi se smanjio gubitak volumena. Specifična struktura tijela rotora ovisi o položaju releja i obliku radnog mehanizma. U vezi s glavnom osovinom, spojni vijak nosi samo aksijalnu silu, a obrtni moment nose cilindrični klinovi raspoređeni duž radijalnog smjera spojne površine.
Radni mehanizam
Direktna veza sa operativnim okvirom:
1. Kada je ugao lopatice u srednjem položaju, ruka je horizontalna, a klipnjača vertikalna.
2. Rotirajuća ruka i oštrica koriste cilindrične igle za prijenos obrtnog momenta, a radijalni položaj se pozicionira pomoću sigurnosnog prstena.
3. Klipnjača je podijeljena na unutrašnju i vanjsku klipnjaču, a sila je ravnomjerno raspoređena.
4. Na okviru za rad nalazi se ručka za uho, što je praktično za podešavanje tokom montaže. Odgovarajuća čeona površina ručke za uho i okvira za rad ograničena je graničnim klinom kako bi se spriječilo zaglavljivanje klipnjače kada je ručka za uho fiksirana.
5. Operativni okvir usvaja oblik slova "I". Većina ih se koristi u malim i srednjim jedinicama sa 4 do 6 lopatica.
Mehanizam ravne veze bez radnog okvira: 1. Radni okvir je otkazan, a klipnjača i rotirajuća ruka se direktno pokreću klipom releja. u velikim jedinicama.
Mehanizam kosog zgloba s radnim okvirom: 1. Kada je ugao rotacije lopatice u srednjem položaju, okretna ruka i klipnjača imaju veliki ugao nagiba. 2. Hod releja je povećan, a u rotoru s više lopatica.
Soba za trkače
Komora rotora je globalno zavarena konstrukcija od čeličnih ploča, a dijelovi skloni kavitaciji u sredini su izrađeni od nehrđajućeg čelika radi poboljšanja otpornosti na kavitaciju. Komora rotora ima dovoljnu krutost da zadovolji zahtjev za ujednačenim razmakom između lopatica rotora i komore rotora kada jedinica radi. Naša tvornica je u proizvodnom procesu razvila kompletnu metodu obrade: A. Obrada vertikalnim CNC tokarilicom. B, obrada metodom profiliranja. Ravni konusni dio cijevi za pročišćavanje obložen je čeličnim pločama, oblikovanim u tvornici i sastavljenim na licu mjesta.
Vrijeme objave: 26. septembar 2022.
