Una turbina hidràulica és una màquina que converteix l'energia potencial de l'aigua en energia mecànica. Si s'utilitza aquesta màquina per impulsar un generador, l'energia de l'aigua es pot convertir en
Electricitat Aquest és el grup hidrogenerador.
Les turbines hidràuliques modernes es poden dividir en dues categories segons el principi del flux d'aigua i les característiques estructurals.
Un altre tipus de turbina que utilitza tant l'energia cinètica com l'energia potencial de l'aigua s'anomena turbina d'impacte.
Contraatac
L'aigua extreta del dipòsit aigües amunt primer flueix cap a la cambra de desviació d'aigua (voluta) i després flueix cap al canal corbat de la pala del corredor a través de la paleta guia.
El flux d'aigua produeix una força de reacció sobre les pales, que fa girar l'impel·lent. En aquest moment, l'energia de l'aigua es converteix en energia mecànica i l'aigua que surt del rodet es descarrega a través del tub de tiratge.
Aigües avall.
La turbina d'impacte inclou principalment flux Francis, flux oblic i flux axial. La principal diferència és que l'estructura del rodet és diferent.
(1) El corredor Francis generalment està compost per 12-20 pales retorçades aerodinàmiques i components principals com la corona de la roda i l'anell inferior.
Entrada i sortida axial, aquest tipus de turbina té una àmplia gamma de capçals d'aigua aplicables, petit volum i baix cost, i s'utilitza àmpliament en capçals d'aigua elevats.
El flux axial es divideix en tipus d'hèlix i tipus rotatiu. El primer té una pala fixa, mentre que el segon té una pala giratòria. El col·lector de flux axial generalment està compost per 3-8 pales, el cos del col·lector, el con de drenatge i altres components principals. La capacitat de pas d'aigua d'aquest tipus de turbina és més gran que la del flux Francis. Per a la turbina de paletes. Com que la pala pot canviar la seva posició amb la càrrega, té una alta eficiència en el rang de grans canvis de càrrega. El rendiment anticavitació i la resistència de la turbina són pitjors que els de la turbina de flux mixt, i l'estructura també és més complicada. Generalment, és adequat per al rang de capçal d'aigua baix i mitjà de 10.
(2) La funció de la cambra de desviació d'aigua és fer que l'aigua flueixi uniformement cap al mecanisme de guia d'aigua, reduir la pèrdua d'energia del mecanisme de guia d'aigua i millorar la roda hidràulica.
eficiència de la màquina. Per a turbines grans i mitjanes amb una columna d'aigua a sobre, sovint s'utilitza una voluta metàl·lica de secció circular.
(3) El mecanisme de guia d'aigua generalment està disposat uniformement al voltant del corredor, amb un cert nombre de pales guia aerodinàmiques i els seus mecanismes giratoris, etc.
La funció de la composició és guiar el flux d'aigua cap al rodet de manera uniforme i, ajustant l'obertura de la pala guia, canviar el sobreeiximent de la turbina per adaptar-lo a la
Els requisits d'ajust i canvi de càrrega del generador també poden tenir el paper de segellar l'aigua quan tots estan tancats.
(4) Tub de tiratge: Com que part de l'energia restant del flux d'aigua a la sortida del colador no s'utilitza, la funció del tub de tiratge és recuperar-la.
Part de l'energia i drena l'aigua aigües avall. Les turbines petites generalment utilitzen tubs de tiratge de con recte, que tenen una alta eficiència, però les turbines grans i mitjanes són
Les canonades d'aigua no es poden excavar gaire profund, per la qual cosa s'utilitzen canonades de tiratge amb colze.
A més, hi ha turbines tubulars, turbines de flux oblic, turbines de bomba reversibles, etc. a la turbina d'impacte.
Turbina d'impacte:
Aquest tipus de turbina utilitza la força d'impacte del flux d'aigua a alta velocitat per fer girar la turbina, i la més comuna és la de tipus cubell.
Les turbines de cubell s'utilitzen generalment a les centrals hidroelèctriques d'alta pressió esmentades. Les seves parts de treball inclouen principalment aqüeductes, broquets i polvoritzadors.
L'agulla, la roda hidràulica i la voluta, etc., estan equipades amb moltes galledes d'aigua sòlides en forma de cullera a la vora exterior de la roda hidràulica. L'eficiència d'aquesta turbina varia amb la càrrega.
El canvi és petit, però la capacitat de pas d'aigua està limitada per la boquilla, que és molt més petita que el flux axial radial. Per millorar la capacitat de pas d'aigua, augmenteu el rendiment i
Per millorar l'eficiència, la turbina de cubells d'aigua a gran escala s'ha canviat d'un eix horitzontal a un eix vertical, i s'ha desenvolupat d'una sola boquilla a una de múltiples boquilles.
3. Introducció a l'estructura de la turbina de reacció
La part enterrada, incloent-hi la voluta, l'anell del seient, el tub de tiratge, etc., estan enterrats a la fonamentació de formigó. Forma part de les parts de desviació d'aigua i sobreeiximent de la unitat.
Voluta
La voluta es divideix en una voluta de formigó i una voluta metàl·lica. Les unitats amb una alçada inferior a 40 metres utilitzen principalment una voluta de formigó. Per a turbines amb una alçada superior a 40 metres, generalment s'utilitzen volutes metàl·liques a causa de la necessitat de resistència. La voluta metàl·lica té els avantatges d'una alta resistència, un processament convenient, una construcció civil senzilla i una fàcil connexió amb la canonada de desviació d'aigua de la central elèctrica.
Hi ha dos tipus de volutes metàl·liques, les soldades i les foses.
Per a turbines d'impacte grans i mitjanes amb una alçada d'aigua d'uns 40-200 metres, s'utilitzen principalment volutes soldades amb xapa d'acer. Per facilitar la soldadura, la voluta sovint es divideix en diverses seccions còniques, cada secció és circular i la secció posterior de la voluta és deguda a la secció que es fa més petita i es canvia a una forma ovalada per soldar amb l'anell del seient. Cada segment cònic està format per laminats amb una màquina laminadora de xapes.
En les turbines Francis petites, sovint s'utilitzen volutes de ferro colat que es fonen com un tot. Per a turbines d'alta pressió i gran capacitat, normalment s'utilitza una voluta d'acer colat, i la voluta i l'anell del seient es fonen en un de sol.
La part més baixa de la voluta està equipada amb una vàlvula de drenatge per escórrer l'aigua acumulada durant el manteniment.
Anell de seient
L'anell de seient és la part bàsica de la turbina d'impacte. A més de suportar la pressió de l'aigua, també suporta el pes de tota la unitat i el formigó de la secció de la unitat, per la qual cosa requereix prou resistència i rigidesa. El mecanisme bàsic de l'anell de seient consta d'un anell superior, un anell inferior i un àlep guia fix. L'àlep guia fix és l'anell de seient de suport, el puntal que transmet la càrrega axial i la superfície de flux. Alhora, és una peça de referència principal en el muntatge dels components principals de la turbina i és una de les peces instal·lades més aviat. Per tant, ha de tenir prou resistència i rigidesa i, alhora, ha de tenir un bon rendiment hidràulic.
L'anell del seient és tant una peça portant com una peça de pas, de manera que la superfície de pas té una forma aerodinàmica per garantir una pèrdua hidràulica mínima.
L'anell de seient generalment té tres formes estructurals: forma de pilar únic, forma semiintegral i forma integral. Per a les turbines Francis, normalment s'utilitza un anell de seient amb estructura integral.
Tub de tiratge i anell de fonamentació
El tub de tiratge forma part del conducte de flux de la turbina, i n'hi ha de dos tipus: recte, cònic i corbat. Un tub de tiratge corbat s'utilitza generalment en turbines grans i mitjanes. L'anell de fonamentació és la peça bàsica que connecta l'anell de seient de la turbina Francis amb la secció d'entrada del tub de tiratge, i està incrustat al formigó. L'anell inferior del rodet gira dins d'ell.
Estructura de guia d'aigua
La funció del mecanisme de guia d'aigua de la turbina d'aigua és formar i canviar el volum de circulació del flux d'aigua que entra al col·lector. S'adopta el control de pales multiguia rotatives amb un bon rendiment per garantir que el flux d'aigua entri uniformement al llarg de la circumferència amb una petita pèrdua d'energia sota diferents cabals. Col·lector. Assegureu-vos que la turbina tingui bones característiques hidràuliques, ajusteu el flux per canviar la sortida de la unitat, segelleu el flux d'aigua i atureu la rotació de la unitat durant l'aturada normal i accidental. Els mecanismes de guia d'aigua grans i mitjanes es poden dividir en cilíndrics, cònics (turbines de tipus bulb i de flux oblic) i radials (turbines de penetració completa) segons la posició de l'eix de les pales guia. El mecanisme de guia d'aigua es compon principalment d'aletes guia, mecanismes d'accionament de les aletes guia, components anulars, mànigues d'eix, segells i altres components.
Estructura del dispositiu de pales guia.
Els components anulars del mecanisme de guia d'aigua inclouen un anell inferior, una coberta superior, una coberta de suport, un anell de control, un suport de coixinet, un suport de coixinet d'empenta, etc. Tenen forces complexes i uns requisits de fabricació elevats.
Anell inferior
L'anell inferior és una peça anular plana fixada a l'anell del seient, la majoria de les quals són de construcció soldada per fosa. A causa de la limitació de les condicions de transport en unitats grans, es pot dividir en dues meitats o una combinació de més pètals. Per a centrals elèctriques amb desgast de sediments, es prenen certes mesures antidesgast a la superfície del flux. Actualment, les plaques antidesgast s'instal·len principalment a les cares finals, i la majoria utilitzen acer inoxidable 0Cr13Ni5Mn. Si l'anell inferior i les cares finals superior i inferior de l'àlep guia estan segellades amb goma, hi haurà una ranura de cua o una ranura de segellat de goma tipus placa de pressió a l'anell inferior. La nostra fàbrica utilitza principalment una placa de segellat de llautó. El forat de l'eix de l'àlep guia a l'anell inferior ha de ser concèntric amb la coberta superior. La coberta superior i l'anell inferior s'utilitzen sovint per al mateix mandrinat de les unitats mitjanes i petites. Les unitats grans ara es mandrinen directament amb una màquina mandrinadora CNC a la nostra fàbrica.
Bucle de control
L'anell de control és una peça anular que transmet la força del relé i fa girar la pala guia a través del mecanisme de transmissió.
Aleta guia
Actualment, els àleps guia sovint tenen dues formes de fulla estàndard, simètrica i asimètrica. Els àleps guia simètrics s'utilitzen generalment en turbines de flux axial d'alta velocitat específica amb un angle d'embolcall de voluta incomplet; els àleps guia asimètrics s'utilitzen generalment en volutes d'angle d'embolcall complet i funcionen amb flux axial de baixa velocitat específica amb una gran obertura. turbines i turbines Francis d'alta i mitjana velocitat específica. Els àleps guia (cilíndrics) generalment es fonen sencers, i les estructures soldades per fosa també s'utilitzen en unitats grans.
L'àlep guia és una part important del mecanisme de guia d'aigua, que juga un paper clau en la formació i el canvi del volum de circulació d'aigua que entra al corredor. L'àlep guia es divideix en dues parts: el cos de l'àlep guia i el diàmetre de l'eix de l'àlep guia. Generalment, s'utilitza tota la fosa, i les unitats a gran escala també utilitzen soldadura de fosa. Els materials són generalment ZG30 i ZG20MnSi. Per tal de garantir la rotació flexible de l'àlep guia, els eixos superior, mitjà i inferior de l'àlep guia han de ser concèntrics, l'oscil·lació radial no ha de ser superior a la meitat de la tolerància de diàmetre de l'eix central, i l'error permès de la cara final de l'àlep guia que no és perpendicular a l'eix no ha de superar els 0,15/1000. El perfil de la superfície de flux de l'àlep guia afecta directament el volum de circulació d'aigua que entra al corredor. El cap i la cua de l'àlep guia generalment estan fets d'acer inoxidable per millorar la resistència a la cavitació.
Mànega de la pala guia i dispositiu d'empenta de la pala guia
El màniguet de la pala guia és un component que fixa el diàmetre de l'eix central a la pala guia, i la seva estructura està relacionada amb el material, el segellat i l'alçada de la coberta superior. Té principalment la forma d'un cilindre integral, i en unitats grans, està majoritàriament segmentat, cosa que té l'avantatge d'ajustar molt bé la separació.
El dispositiu d'empenta de la pala guia evita que la pala guia tingui flotabilitat ascendent sota l'acció de la pressió de l'aigua. Quan la pala guia supera el pes mort de la pala guia, la pala guia s'eleva cap amunt, xoca amb la coberta superior i afecta la força sobre la biela. La placa d'empenta és generalment de bronze d'alumini.
Segell de la pala guia
La pala guia té tres funcions de segellat: una és reduir la pèrdua d'energia, l'altra és reduir les fuites d'aire durant l'operació de modulació de fase i la tercera és reduir la cavitació. Els segells de les palas guia es divideixen en segells d'elevació i segells d'extrem.
Hi ha segells al mig i a la part inferior del diàmetre de l'eix de la pala guia. Quan el diàmetre de l'eix està segellat, la pressió de l'aigua entre l'anell de segellat i el diàmetre de l'eix de la pala guia està hermèticament segellada. Per tant, hi ha forats de drenatge a la màniga. El segellat del diàmetre inferior de l'eix serveix principalment per evitar l'entrada de sediments i el desgast del diàmetre de l'eix.
Hi ha molts tipus de mecanismes de transmissió de guies, i n'hi ha dos d'utilitzats habitualment. Un és el tipus de capçal de forquilla, que té una bona condició d'esforç i és adequat per a unitats grans i mitjanes. Un és el tipus de nansa d'orella, que es caracteritza principalment per una estructura simple i és més adequat per a unitats petites i mitjanes.
El mecanisme de transmissió de la maneta de l'orella es compon principalment d'un braç de guia, una placa de connexió, una meitat de clau dividida, un passador de cisallament, un màniga d'eix, una tapa final, la maneta de l'orella, un passador de biela de màniga rotativa, etc. La força no és bona, però l'estructura és senzilla, per la qual cosa és més adequat en unitats petites i mitjanes.
Mecanisme d'accionament de forquilla
El mecanisme de transmissió del capçal de la forquilla es compon principalment d'un braç de guia, una placa de connexió, un capçal de la forquilla, un passador del capçal de la forquilla, un cargol de connexió, una femella, una mitja clau, un passador de cisallament, un màniga de l'eix, una tapa final i un anell de compensació, etc.
El braç de la pala guia i la pala guia estan connectats amb una clau dividida per transmetre directament el parell de funcionament. Una tapa final està instal·lada al braç de la pala guia i la pala guia està suspesa a la tapa final amb un cargol d'ajust. Gràcies a l'ús d'una clau dividida, la pala guia es mou amunt i avall en ajustar la separació entre les cares superior i inferior del cos de la pala guia, mentre que les posicions de les altres peces de transmissió no es veuen afectades.
En el mecanisme de transmissió del capçal de la forquilla, el braç de la pala guia i la placa de connexió estan equipats amb passadors de cisallament. Si les pales guia queden enganxades a causa d'objectes estranys, la força operativa de les peces de transmissió rellevants augmentarà bruscament. Quan la tensió augmenti a 1,5 vegades, els passadors de cisallament es tallaran primer. Protegiu les altres peces de transmissió de danys.
A més, a la connexió entre la placa de connexió o l'anell de control i el capçal de la forquilla, per mantenir el cargol de connexió horitzontal, es pot instal·lar un anell de compensació per a l'ajust. Les rosques a tots dos extrems del cargol de connexió són esquerranes i dretanes respectivament, de manera que la longitud de la biela i l'obertura de la pala guia es poden ajustar durant la instal·lació.
Part giratòria
La part giratòria es compon principalment d'un rodet, un eix principal, un coixinet i un dispositiu de segellat. El rodet està muntat i soldat per la corona superior, l'anell inferior i les pales. La majoria dels eixos principals de la turbina són de fosa. Hi ha molts tipus de coixinets guia. Segons les condicions de funcionament de la central elèctrica, hi ha diversos tipus de coixinets, com ara la lubricació amb aigua, la lubricació amb oli fi i la lubricació amb oli sec. Generalment, la central elèctrica adopta principalment el tipus de cilindre d'oli fi o coixinet de bloc.
Francesc corredor
El colador Francis consta d'una corona superior, unes pales i un anell inferior. La corona superior sol estar equipada amb un anell antifuites per reduir les pèrdues d'aigua i un dispositiu d'alleujament de pressió per reduir l'empenta axial de l'aigua. L'anell inferior també està equipat amb un dispositiu antifuites.
Pales de corredor axial
La pala del rodet de flux axial (el component principal per convertir l'energia) està composta de dues parts: el cos i el pivot. Es fonen per separat i, després del processament, es combinen amb peces mecàniques com ara cargols i passadors. (Generalment, el diàmetre del rodet és superior a 5 metres). La producció és generalment ZG30 i ZG20MnSi. El nombre de pales del rodet és generalment de 4, 5, 6 i 8.
Cos de corredor
El cos del rodet està equipat amb totes les pales i el mecanisme d'accionament, la part superior està connectada amb l'eix principal i la part inferior està connectada amb el con de drenatge, que té una forma complexa. Normalment, el cos del rodet està fet de ZG30 i ZG20MnSi. La forma és majoritàriament esfèrica per reduir la pèrdua de volum. L'estructura específica del cos del rodet depèn de la posició de disposició del relé i de la forma del mecanisme d'accionament. En la seva connexió amb l'eix principal, el cargol d'acoblament només suporta la força axial i el parell de gir és suportat pels passadors cilíndrics distribuïts al llarg de la direcció radial de la superfície de la junta.
Mecanisme de funcionament
Enllaç recte amb bastidor operatiu:
1. Quan l'angle de la pala està en la posició central, el braç és horitzontal i la biela és vertical.
2. El braç giratori i la fulla utilitzen passadors cilíndrics per transmetre el parell, i la posició radial es posiciona mitjançant l'anell de retenció.
3. La biela es divideix en bieles interiors i exteriors, i la força es distribueix uniformement.
4. Hi ha una nansa per a l'orella al marc d'operació, que és convenient per ajustar durant el muntatge. La cara final coincident de la nansa per a l'orella i el marc d'operació està limitada per un passador de límit per evitar que la biela quedi enganxada quan la nansa per a l'orella està fixada.
5. El marc d'operació adopta la forma de "I". La majoria s'utilitzen en unitats petites i mitjanes amb 4 a 6 fulles.
Mecanisme d'enllaç recte sense bastidor operatiu: 1. El bastidor operatiu està cancel·lat i la biela i el braç giratori són accionats directament pel pistó del relé. en unitats grans.
Mecanisme d'enllaç oblic amb bastidor operatiu: 1. Quan l'angle de rotació de la fulla està en la posició central, el braç giratori i la biela tenen un angle d'inclinació gran. 2. La carrera del relé augmenta i, en el corredor, hi ha més fulles.
Sala de corredors
La cambra del rodet és una estructura soldada de placa d'acer global, i les parts propenses a la cavitació del mig estan fetes d'acer inoxidable per millorar la resistència a la cavitació. La cambra del rodet té una rigidesa suficient per complir el requisit d'una separació uniforme entre les pales del rodet i la cambra del rodet quan la unitat està en funcionament. La nostra fàbrica ha format un mètode de processament complet en el procés de fabricació: A. Processament de torn vertical CNC. B, processament de mètode de perfilat. La secció de con recte del tub de tirada està folrada amb plaques d'acer, formada a la fàbrica i muntada in situ.
Data de publicació: 26 de setembre de 2022
