Existuje mnoho typů vodních generátorů. Dnes podrobně představím axiální vodní generátory. Aplikace axiálních turbínových generátorů v posledních letech spočívá především ve vývoji generátorů s vysokým spádem a velkými rozměry. Domácí axiální turbíny se rychle rozvíjejí. Ve vodní elektrárně Gezhouba byly postaveny dvě lopatkové axiální turbíny. Jedna z nich má průměr 11,3 metru, což je v současnosti největší svého druhu na světě. Zde jsou výhody a nevýhody axiálních turbín.
Výhody axiální turbíny
Ve srovnání s Francisovými turbínami mají axiální turbíny následující hlavní výhody:
1. Vysoká specifická rychlost a dobré energetické charakteristiky. Proto jsou její jednotkové otáčky a jednotkový průtok vyšší než u Francisovy turbíny. Za stejných podmínek vodního spádu a výkonu lze výrazně zmenšit velikost turbogenerátorové jednotky, snížit hmotnost jednotky a ušetřit spotřebu materiálu, takže je ekonomická. vysoká.
2. Tvar a drsnost povrchu lopatek axiální turbíny snadno splňují výrobní požadavky. Protože se lopatky axiální rotační turbíny mohou otáčet, je průměrná účinnost vyšší než u turbíny se smíšeným prouděním. Při změně zatížení a vodního spádu se účinnost příliš nemění.
3. Lopatky oběžného kola axiální lopatkové turbíny lze demontovat, což je výhodné pro výrobu a přepravu.
Axiální turbína si proto může udržet stabilitu v širším provozním rozsahu s menšími vibracemi a vyšší účinností a výkonem. V oblasti nízkých spádů téměř nahradila Francisovu turbínu. V posledních desetiletích došlo k velkému rozvoji, a to jak z hlediska kapacity jedné jednotky, tak i využití vodního spádu, a její použití je také velmi široké.
Nevýhody axiální turbíny
Axiální turbína má však i nedostatky, které omezují její rozsah použití. Hlavní nedostatky jsou:
1. Počet lopatek je malý a je konzolový, takže pevnost je nízká a nelze jej použít ve vodních elektrárnách se středním a vysokým spádem.
2. Vzhledem k velkému jednotkovému průtoku a vysoké jednotkové rychlosti má za stejných podmínek spádu menší sací výšku než Francisova turbína, což má za následek velkou hloubku výkopu pro základy elektrárny a relativně vysokou investici.
Vzhledem k výše uvedeným nedostatkům axiálních turbín se při výrobě turbín používají nové materiály s vysokou pevností proti kaviaci a v konstrukci se zlepšuje síla lopatek, takže se neustále zlepšuje aplikační výška axiálních turbín. V současné době je aplikační výška axiální lopatkové turbíny 3 až 90 m, což se týká Francisovy turbíny. Například maximální výkon jedné jednotky zahraniční axiální lopatkové turbíny je 181 700 kW, maximální vodní výška je 88 m a průměr oběžného kola je 10,3 m. Maximální výkon jedné jednotky axiální lopatkové turbíny vyrobené v naší zemi je 175 000 kW, maximální vodní výška je 78 m a maximální průměr oběžného kola je 11,3 m. Axiální turbína s pevnou vrtulí má pevné lopatky a jednoduchou konstrukci, ale nemůže se přizpůsobit vodním elektrárnám s velkými změnami vodní výšky a zatížení. Má stabilní spádovou hladinu a slouží jako základní elektrárna nebo jako velkokapacitní elektrárna s více jednotkami. Při dostatečném sezónním výkonu je možné i ekonomické srovnání. Lze ji zvážit. Použitelný rozsah spádové výšky je 3–50 m. Axiální lopatkové turbíny obvykle používají vertikální zařízení. Jejich pracovní proces je v podstatě stejný jako u Francisových turbín. Rozdíl spočívá v tom, že při změně zatížení reguluje nejen otáčení vodicích lopatek, ale také upravuje otáčení lopatek oběžného kola, aby se udržela vysoká účinnost.
Dříve jsme také představili Francisovy turbíny. Mezi turbogenerátory je stále velký rozdíl mezi Francisovými turbínami a axiálními turbínami. Liší se například konstrukce jejich oběžných kol. Lopatky Francisových turbín jsou téměř rovnoběžné s hlavní hřídelí, zatímco axiální turbíny jsou k hlavní hřídeli téměř kolmé.
Čas zveřejnění: 11. listopadu 2021
