La turbina hidràulica és una turbomàquina dins de la maquinària de fluids. Ja al voltant de l'any 100 aC, va néixer el prototip de la turbina hidràulica, la roda hidràulica. En aquell moment, la funció principal era impulsar maquinària per al processament de gra i el reg. La roda hidràulica, com a dispositiu mecànic que utilitza el flux d'aigua com a energia, s'ha desenvolupat fins a convertir-se en l'actual turbina hidràulica, i el seu àmbit d'aplicació també s'ha ampliat. Aleshores, on s'utilitzen principalment les turbines hidràuliques modernes?
Les turbines s'utilitzen principalment en centrals elèctriques de bombament. Quan la càrrega del sistema elèctric és inferior a la càrrega bàsica, es poden utilitzar com a bomba d'aigua per aprofitar l'excés de capacitat de generació d'energia per bombar aigua des del dipòsit aigües avall fins al dipòsit aigües amunt per emmagatzemar energia en forma d'energia potencial; quan la càrrega del sistema és superior a la càrrega bàsica, es poden utilitzar com a turbina hidràulica, generant electricitat per regular les càrregues màximes. Per tant, la central elèctrica de bombament pura no pot augmentar la potència del sistema elèctric, però pot millorar l'economia de funcionament de les unitats de generació d'energia tèrmica i millorar l'eficiència general del sistema elèctric. Des de la dècada de 1950, les unitats de bombament han estat àmpliament valorades i desenvolupades ràpidament en països de tot el món.
La majoria de les unitats d'emmagatzematge per bombament desenvolupades en la fase inicial o amb un alt nivell d'aigua adopten el tipus de tres màquines, és a dir, estan compostes per un motor generador, una turbina d'aigua i una bomba d'aigua en sèrie. El seu avantatge és que la turbina i la bomba d'aigua estan dissenyades per separat, cosa que pot tenir una eficiència més alta, i la unitat gira en la mateixa direcció quan genera electricitat i bomba aigua, i pot convertir ràpidament de generació d'energia a bombament, o de bombament a generació d'energia. Al mateix temps, la turbina es pot utilitzar per arrencar la unitat. El seu desavantatge és que el cost és elevat i la inversió en la central elèctrica és gran.
Les pales del rodet de la turbina de la bomba de flux oblic es poden girar i encara té un bon rendiment operatiu quan canvien la alçada i la càrrega de l'aigua. Tanmateix, a causa de la limitació de les característiques hidràuliques i la resistència del material, a principis de la dècada de 1980, la seva alçada neta era de només 136,2 metres. (Primera central elèctrica de Takagen del Japó). Per a altures més elevades, es requereixen turbines de bomba Francis.
La central elèctrica d'emmagatzematge per bombament té dipòsits superiors i inferiors. Amb la condició d'emmagatzemar la mateixa energia, augmentar l'elevació pot reduir la capacitat d'emmagatzematge, augmentar la velocitat de la unitat i reduir el cost del projecte. Per tant, la central elèctrica d'emmagatzematge d'energia d'alta alçada per sobre dels 300 metres s'ha desenvolupat ràpidament. La turbina-bomba Francis amb la alçada d'aigua més alta del món està instal·lada a la central elèctrica de Baina Basta a Iugoslàvia. any de funcionament. Des del segle XX, les unitats hidroelèctriques s'han anat desenvolupant en la direcció d'alts paràmetres i gran capacitat. Amb l'augment de la capacitat d'energia tèrmica en el sistema elèctric i el desenvolupament de l'energia nuclear, per tal de resoldre el problema d'una regulació raonable dels pics, a més de desenvolupar o ampliar vigorosament centrals elèctriques a gran escala en els principals sistemes d'aigua, els països de tot el món estan construint activament centrals elèctriques d'emmagatzematge per bombament, la qual cosa resulta en un ràpid desenvolupament de les turbines-bomba.
Com a màquina de força que converteix l'energia del flux d'aigua en energia mecànica rotativa, una turbina hidroelèctrica és una peça indispensable d'un grup hidroelèctric. Avui dia, el problema de la protecció del medi ambient és cada cop més greu, i l'aplicació i la promoció de l'energia hidroelèctrica, que utilitza energia neta, està augmentant. Per tal d'aprofitar al màxim els diversos recursos hidràulics, les marees, els rius plans amb molt poca caiguda i fins i tot les onades també han atret una àmplia atenció, la qual cosa ha donat lloc al ràpid desenvolupament de turbines tubulars i altres unitats petites.
Data de publicació: 23 de març de 2022
