Generador hidroelèctric d'energia alternativa Generador de turbina hidroelèctrica Francis de 500 kW a l'Uzbekistan
La definició de turbina Francis és una combinació de turbina d'impuls i de reacció, on les pales giren utilitzant tant la força de reacció com la d'impuls de l'aigua que flueix a través d'elles produint electricitat de manera més eficient. La turbina Francis s'utilitza per a la producció d'electricitat amb més freqüència en centrals hidroelèctriques de mitjana o gran escala.
Aquestes turbines es poden utilitzar per a altures de fins a 2 metres i fins a 300 metres d'alçada. A més, aquestes turbines són beneficioses, ja que funcionen igual de bé quan es col·loquen horitzontalment com quan estan orientades verticalment. L'aigua que passa per una turbina Francis perd pressió, però es manté més o menys a la mateixa velocitat, per la qual cosa es consideraria una turbina de reacció.
La descripció del diagrama dels components principals de cada turbina Francis és la següent.
Carcassa espiral
La carcassa espiral és el medi d'entrada d'aigua a la turbina. L'aigua que flueix des del dipòsit o presa es fa passar a través d'aquesta canonada amb alta pressió. Les pales de les turbines estan col·locades circularment, la qual cosa significa que l'aigua que arriba a les pales de la turbina ha de fluir en l'eix circular per a un impacte eficient. Per tant, s'utilitza la carcassa espiral, però a causa del moviment circular de l'aigua, perd la seva pressió.
Per mantenir la mateixa pressió, el diàmetre de la carcassa es redueix gradualment, per tant, un moment o velocitat uniforme colpeja les pales del rodet.
Paletes de manteniment
Els àleps de guia i de suport guien l'aigua cap a les pales del rodet. Els àleps de suport romanen estacionaris a la seva posició i redueixen el remolí de l'aigua a causa del flux radial, a mesura que entra a les pales del rodet, fent així que la turbina sigui més eficient.
Àleps guia
Les pales guia no són estacionàries, sinó que canvien el seu angle segons la necessitat de controlar l'angle d'impacte de l'aigua sobre les pales de la turbina per augmentar l'eficiència. També regulen el cabal d'aigua cap a les pales del rodet, controlant així la potència de sortida d'una turbina segons la càrrega de la turbina.
Fulles Runner
Les pales de la turbina són el cor de qualsevol turbina Francis. Aquests són els centres on el fluid colpeja i la força tangencial de l'impacte fa que l'eix de la turbina giri, produint parell motor. Cal prestar molta atenció al disseny dels angles de les pales a l'entrada i la sortida, ja que aquests són paràmetres importants que afecten la producció d'energia.
Les pales del rodet tenen dues parts. La meitat inferior té la forma d'una petita galleda per fer girar la turbina utilitzant l'acció impulsiva de l'aigua. Mentre que la part superior de les pales utilitza la força de reacció de l'aigua que hi flueix. El rodet gira a través d'aquestes dues forces.
Tub de tiratge
La pressió a la sortida del rodet de la turbina de reacció és generalment inferior a la pressió atmosfèrica. L'aigua a la sortida no es pot descarregar directament al conducte de cua. S'utilitza un tub o canonada de la superfície que augmenta gradualment per descarregar l'aigua des de la sortida de la turbina fins al conducte de cua.
Aquest tub d'àrea creixent s'anomena tub de tiratge. Un extrem del tub està connectat a la sortida del rodet. Tanmateix, l'altre extrem està submergit per sota del nivell de l'aigua al conducte de cua.
Principi de funcionament de la turbina Francis amb diagrama
Les turbines Francis s'utilitzen regularment a les centrals hidroelèctriques. En aquestes centrals, l'aigua a alta pressió entra a la turbina a través de la carcassa de cargol (la voluta). Aquest moviment disminueix la pressió de l'aigua a mesura que s'enrosca pel tub; tanmateix, la velocitat de l'aigua es manté inalterada. Després de passar per la voluta, l'aigua flueix a través dels àleps guia i es dirigeix cap a les pales del rodet en angles òptims. Com que l'aigua creua les pales corbades amb precisió del rodet, l'aigua es desvia una mica cap als costats. Això fa que l'aigua perdi part del seu moviment de "remolí". L'aigua també es desvia en la direcció axial per sortir per un tub de tiratge cap al conducte de cua.
El tub esmentat redueix la velocitat de sortida de l'aigua per obtenir la màxima quantitat d'energia de l'aigua d'entrada. El procés de desviació de l'aigua a través de les pales del rodet resulta en una força que impulsa les pales cap al costat oposat a mesura que l'aigua es desvia. Aquesta força de reacció (com sabem per la tercera llei de Newton) és el que fa que l'energia es transporti des de l'aigua fins a l'eix de la turbina, continuant la rotació. Com que la turbina es mou a causa d'aquesta força de reacció, les turbines Francis s'identifiquen com a turbines de reacció. El procés d'alterar la direcció del flux d'aigua també disminueix la pressió dins de la turbina.
Avantatges del producte
1. Capacitat de processament completa. Com ara un operador VTL CNC de 5 milions, màquines de perforació de sòl CNC de 130 i 150, forn de recuit a temperatura constant, fresadora planadora, centre de mecanitzat CNC, etc.
2. La vida útil dissenyada és de més de 40 anys.
3. Forster ofereix un servei in situ gratuït per únic cop si el client compra tres unitats (capacitat ≥100kw) en el termini d'un any o si l'import total és superior a 5 unitats. El servei in situ inclou la inspecció dels equips, la comprovació del nou emplaçament, la instal·lació i la formació en manteniment, etc.
4. OEM acceptat.
5. Mecanitzat CNC, prova d'equilibri dinàmic i processament de recuit isotèrmic, prova NDT.
6. Capacitats de disseny i R+D, 13 enginyers sèniors amb experiència en disseny i recerca.
7. El consultor tècnic de Forster va treballar a la turbina hidroelèctrica presentada durant 50 anys i va rebre l'assignació especial del Consell d'Estat xinès.
Vídeo del generador de turbina Francis de 500 kW
