Jaké jsou provozní parametry vodní turbíny?
Mezi základní provozní parametry vodní turbíny patří spád, průtok, otáčky, výkon a účinnost.
Vodní sloupec turbíny se vztahuje k rozdílu v jednotkové hmotnosti energie průtoku vody mezi vstupní a výstupní částí turbíny, vyjádřenému v H a měřenému v metrech.
Průtok vodní turbíny se vztahuje k objemu průtoku vody procházejícího průřezem turbíny za jednotku času.
Otáčky turbíny udávají počet otáček hlavního hřídele turbíny za minutu.
Výkon vodní turbíny se vztahuje k výkonu na konci hřídele vodní turbíny.
Účinnost turbíny se vztahuje k poměru výkonu turbíny k průtoku vody.
Jaké jsou typy vodních turbín?
Vodní turbíny lze rozdělit do dvou kategorií: protiproudové a impulzní. Protiproudové turbíny zahrnují šest typů: turbína se smíšeným prouděním (HL), axiální turbína s pevnými lopatkami (ZD), axiální turbína s pevnými lopatkami (ZZ), turbína s šikmým prouděním (XL), turbína s pevnými lopatkami průtokem (GD) a turbína s pevnými lopatkami průtokem (GZ).
Existují tři typy impulzních turbín: korečkové (řezací) turbíny (CJ), šikmé turbíny (XJ) a turbíny s dvojitým odbočným ventilem (SJ).
3. Co je to protiútoková turbína a impulzní turbína?
Vodní turbína, která přeměňuje potenciální energii, tlakovou energii a kinetickou energii proudící vody na pevnou mechanickou energii, se nazývá protiotáčková vodní turbína.
Vodní turbína, která přeměňuje kinetickou energii proudící vody na mechanickou energii v pevném stavu, se nazývá impulsní turbína.
Jaké jsou vlastnosti a rozsah použití turbín se smíšeným prouděním?
Smíšená turbína, známá také jako Francisova turbína, má vodu vstupující do oběžného kola radiálně a vytékající obecně axiálně. Smíšené turbíny mají širokou škálu použití pro spádovou výšku, jednoduchou konstrukci, spolehlivý provoz a vysokou účinnost. V moderní době patří k nejpoužívanějším vodním turbínám. Použitelný rozsah spádové výšky je 50–700 m.
Jaké jsou vlastnosti a rozsah použití rotační vodní turbíny?
Axiální turbína, proudění vody v oblasti oběžného kola proudí axiálně a proudění vody se mění z radiálního na axiální mezi rozváděcími lopatkami a oběžným kolem.
Konstrukce pevné vrtule je jednoduchá, ale její účinnost prudce klesá při odchylce od konstrukčních podmínek. Je vhodná pro elektrárny s nízkým výkonem a malými změnami spádové výšky, obvykle v rozmezí od 3 do 50 metrů. Konstrukce rotační vrtule je relativně složitá. Koordinací otáčení lopatek a spádových lopat dosahuje dvojího nastavení rozváděcích lopatek a lopatek, čímž se rozšiřuje výkonový rozsah zóny s vysokou účinností a dosahuje se dobré provozní stability. V současné době se rozsah aplikované spádové výšky pohybuje od několika metrů do 50–70 m.
Jaké jsou vlastnosti a rozsah použití korečkových vodních turbín?
Korečková vodní turbína, známá také jako Petionova turbína, pracuje tak, že proud z trysky působí na lopatky turbíny ve směru tečny k obvodu turbíny. Korečková vodní turbína se používá pro vysoké spády vody, přičemž malé korečkové typy se používají pro spády vody 40–250 m a velké korečkové typy pro spády vody 400–4500 m.
7. Jaké jsou vlastnosti a rozsah použití šikmé turbíny?
Nakloněná vodní turbína vytváří z trysky proud, který svírá s rovinou oběžného kola na vstupu úhel (obvykle 22,5 stupňů). Tento typ vodní turbíny se používá v malých a středních vodních elektrárnách s vhodným rozsahem spádu pod 400 m.
Jaká je základní konstrukce vodní turbíny korečkového typu?
Korečková vodní turbína má následující nadproudové komponenty, jejichž hlavní funkce jsou následující:
(l) Tryska je tvořena proudem vody z předního tlakového potrubí procházejícího tryskou a vytváří paprsek, který naráží na oběžné kolo. Tlaková energie proudu vody uvnitř trysky se přeměňuje na kinetickou energii paprsku.
(2) Jehla mění průměr paprsku stříkaného z trysky pohybem jehly, čímž se mění i vstupní průtok vodní turbíny.
(3) Kolo se skládá z disku a několika na něm upevněných lopatek. Proud se řítí k lopatkám a přenáší na ně svou kinetickou energii, čímž pohání kolo k otáčení a vykonávání práce.
(4) Deflektor se nachází mezi tryskou a oběžným kolem. Když turbína náhle sníží zatížení, deflektor rychle odkloní proud směrem k lopatce. V tomto bodě se jehla pomalu uzavře do polohy vhodné pro nové zatížení. Poté, co se tryska stabilizuje v nové poloze, se deflektor vrátí do původní polohy proudu a připraví se na další akci.
(5) Skříň umožňuje plynulé vypouštění dokončeného průtoku vody po proudu a tlak uvnitř skříně je ekvivalentní atmosférickému tlaku. Skříň slouží také k podepření ložisek vodní turbíny.
9. Jak číst a rozumět značce vodní turbíny?
Podle čínských „Pravidel pro označování modelů turbín“ JBB84-74 se označení turbíny skládá ze tří částí, oddělených znakem „-“ mezi jednotlivými částmi. Symbol v první části je prvním písmenem čínského pinyinu pro typ vodní turbíny a arabské číslice představují charakteristické specifické otáčky vodní turbíny. Druhá část se skládá ze dvou písmen čínského pinyinu, přičemž první představuje uspořádání hlavního hřídele vodní turbíny a druhé představuje charakteristiky sací komory. Třetí část je jmenovitý průměr kola v centimetrech.
Jak se specifikují jmenovité průměry různých typů vodních turbín?
Jmenovitý průměr turbíny se smíšeným prouděním je maximální průměr na vstupní hraně lopatek oběžného kola, což je průměr v průsečíku spodního prstence oběžného kola a vstupní hrany lopatek.
Jmenovitý průměr axiálních a šikmých turbín je průměr uvnitř komory oběžného kola v průsečíku osy lopatek oběžného kola a komory oběžného kola.
Jmenovitý průměr vodní turbíny korečkového typu je průměr roztečné kružnice, na které je oběžné kolo tečné k hlavní linii proudu.
Jaké jsou hlavní příčiny kavitace ve vodních turbínách?
Příčiny kavitace ve vodních turbínách jsou poměrně složité. Obecně se má za to, že rozložení tlaku uvnitř oběžného kola turbíny je nerovnoměrné. Například pokud je oběžné kolo instalováno příliš vysoko vzhledem k hladině vody po proudu, vysokorychlostní proud vody procházející nízkotlakou oblastí má tendenci dosáhnout odpařovacího tlaku a tvořit bubliny. Když voda proudí do vysokotlaké zóny, v důsledku zvýšení tlaku bubliny kondenzují a částice proudící vody se srážejí vysokou rychlostí směrem ke středu bublin a vyplňují mezery vytvořené kondenzací. Tím vznikají velké hydraulické rázy a elektrochemické jevy, které způsobují erozi lopatek, což má za následek důlkovou korozi a póry podobné voštinám, a dokonce i pronikání vody dovnitř a tvorbu děr.
Jaká jsou hlavní opatření k prevenci kavitace ve vodních turbínách?
Důsledkem kavitace ve vodních turbínách je vznik hluku, vibrací a prudký pokles účinnosti, což vede k erozi lopatek, tvorbě bodových a voštinových pórů a dokonce i k tvorbě otvorů v důsledku pronikání, což má za následek poškození jednotky a nemožnost provozu. Proto by se mělo vynaložit úsilí, aby se kavitaci během provozu zabránilo. V současné době mezi hlavní opatření k prevenci a snižování poškození kavitací patří:
(l) Vhodně navrhnout oběžné kolo turbíny tak, aby se snížil koeficient kavitace turbíny.
(2) Zlepšit kvalitu výroby, zajistit správný geometrický tvar a vzájemnou polohu lopatek a věnovat pozornost hladkým a leštěným povrchům.
(3) Použití antikavitačních materiálů ke snížení poškození kavitací, jako jsou kola z nerezové oceli.
(4) Správně určete výšku instalace vodní turbíny.
(5) Zlepšit provozní podmínky, aby se zabránilo dlouhodobému provozu turbíny s nízkým spádem a nízkým zatížením. Obvykle není povoleno, aby vodní turbíny pracovaly s nízkým výkonem (například pod 50 % jmenovitého výkonu). U víceblokových vodních elektráren je třeba se vyhnout dlouhodobému provozu jedné jednotky s nízkým zatížením a přetížením.
(6) Včasná údržba a pozornost by měla být věnována kvalitě leštění opravných svařování, aby se zabránilo malignímu rozvoji kavitačního poškození.
(7) Pomocí zařízení pro přívod vzduchu se do potrubí odpadní vody přivádí vzduch, aby se eliminoval nadměrný podtlak, který by mohl způsobit kavitaci.
Jak se klasifikují velké, střední a malé elektrárny?
Podle současných resortních norem se za malá zařízení považují zařízení s instalovaným výkonem menším než 50 000 kW; za středně velká zařízení s instalovaným výkonem od 50 000 do 250 000 kW; za velká zařízení s instalovaným výkonem větším než 250 000 kW.
Jaký je základní princip výroby vodní energie?
Výroba vodní energie je využití hydraulické energie (s vodním sloupcem) k pohonu hydraulického stroje (turbíny) k otáčení, čímž se přeměňuje energie vody na mechanickou energii. Pokud je k turbíně připojen jiný typ stroje (generátor), který při jejím otáčení vyrábí elektřinu, mechanická energie se poté přemění na elektrickou energii. Výroba vodní energie je v jistém smyslu proces přeměny potenciální energie vody na mechanickou energii a poté na energii elektrickou.
Jaké jsou metody rozvoje hydraulických zdrojů a základní typy vodních elektráren?
Metody rozvoje hydraulických zdrojů se volí podle koncentrovaného poklesu a obecně existují tři základní metody: přehradní, odkláněcí a smíšený typ.
(1) Vodní elektrárna přehradního typu označuje vodní elektrárnu postavenou v korytě řeky s koncentrovaným spádem a určitou kapacitou nádrže a umístěnou v blízkosti přehrady.
(2) Vodní elektrárna s převodem vody označuje vodní elektrárnu, která plně využívá přirozený spád řeky k odvádění vody a výrobě elektřiny, bez nádrže nebo regulační kapacity a nachází se na vzdálené řece po proudu.
(3) Hybridní vodní elektrárna označuje vodní elektrárnu, která využívá spád vody, částečně vytvořený výstavbou přehrady a částečně využívající přirozený spád říčního koryta, s určitou akumulační kapacitou. Elektrárna se nachází na korytě řeky po proudu.
Co je to průtok, celkový odtok a průměrný roční průtok?
Průtok se vztahuje k objemu vody protékající průřezem řeky (nebo hydraulického díla) za jednotku času, vyjádřenému v metrech krychlových za sekundu;
Celkový odtok se vztahuje k součtu celkového průtoku vody úsekem řeky za hydrologický rok, vyjádřenému v 104 m³ nebo 108 m³;
Průměrný roční průtok se vztahuje k průměrnému ročnímu průtoku Q3/S v úseku řeky vypočítanému na základě stávajících hydrologických řad.
Jaké jsou hlavní komponenty projektu uzlu malé vodní elektrárny?
Skládá se hlavně ze čtyř částí: vodotěsných konstrukcí (přehrad), odvodňovacích konstrukcí (přelivů nebo stavidel), odváděcích konstrukcí (odváděcích kanálů nebo tunelů, včetně šachet pro regulaci tlaku) a budov elektráren (včetně odvodňovacích kanálů a přečerpávacích stanic).
18. Co je to vodní elektrárna s odtokovým systémem? Jaké jsou její charakteristiky?
Elektrárna bez regulační nádrže se nazývá odtoková vodní elektrárna. Tento typ vodní elektrárny volí svůj instalovaný výkon na základě průměrného ročního průtoku koryta řeky a potenciálního spádu vody, kterého je schopna dosáhnout. Výroba energie v období sucha prudce klesá, o méně než 50 %, a někdy dokonce nedokáže vyrábět elektřinu, což je omezeno přirozeným tokem řeky, zatímco v období dešťů je velké množství vypouštěné vody.
19. Co je to výkon? Jak odhadnout výkon a vypočítat výrobu energie vodní elektrárny?
Ve vodní elektrárně se energie generovaná hydrogenerátorem nazývá výkon a výkon určitého úseku vodního toku v řece představuje vodní energetické zdroje daného úseku. Výkon vodního toku se vztahuje k množství vodní energie za jednotku času. V rovnici N=9,81 η QH je Q průtok (m3/S); H je vodní spád (m); N je výkon vodní elektrárny (W); η je účinnost vodního generátoru. Přibližný vzorec pro výkon malých vodních elektráren je N=(6,0-8,0) QH. Vzorec pro roční výrobu energie je E=NT, kde N je průměrný výkon; T jsou roční hodiny využití.
Jaký je roční počet hodin využití instalované kapacity?
Vztahuje se na průměrnou dobu provozu vodní elektrárny při plném zatížení během roku. Je to důležitý ukazatel pro měření ekonomických přínosů vodních elektráren a malé vodní elektrárny musí mít roční dobu využití přes 3000 hodin.
21. Co je denní úprava, týdenní úprava, roční úprava a víceletá úprava?
(1) Denní regulace: označuje přerozdělení odtoku v rámci dne a noci s regulačním obdobím 24 hodin.
(2) Týdenní úprava: Úpravná lhůta je jeden týden (7 dní).
(3) Roční regulace: Přerozdělení odtoku v rámci jednoho roku, kdy lze akumulovat pouze část přebytečné vody během povodňového období, se nazývá neúplná roční regulace (nebo sezónní regulace); Schopnost plně přerozdělit přitékající vodu v rámci roku podle požadavků na spotřebu vody bez nutnosti vypouštění vody se nazývá roční regulace.
(4) Víceletá regulace: Pokud je objem nádrže dostatečně velký na to, aby v ní bylo možné uchovávat přebytečnou vodu po mnoho let a poté ji rozdělit na několik suchých let pro roční regulaci, nazývá se to víceletá regulace.
22. Jaký je spád řeky?
Výškový rozdíl mezi dvěma průřezy využívaného úseku řeky se nazývá spád; výškový rozdíl mezi vodními hladinami u pramene a ústí řeky se nazývá celkový spád.
23. Jaké jsou srážky, doba trvání srážek, intenzita srážek, oblast srážek, centrum bouřek?
Srážky jsou celkové množství vody, které spadne na určité místo nebo plochu během určitého časového období, vyjádřené v milimetrech.
Délka srážek se vztahuje k délce trvání srážek.
Intenzita srážek se vztahuje k množství srážek za jednotku času, vyjádřenému v mm/h.
Srážková plocha se vztahuje k horizontální ploše pokryté srážkami, vyjádřené v km².
Centrum bouřky označuje malou lokální oblast, kde je koncentrována bouřka.
24. Co je to odhad investic do inženýrských prací? Odhad investic do inženýrských prací a rozpočet inženýrských prací?
Rozpočet inženýrských prací je technicko-ekonomický dokument, který shromažďuje veškeré potřebné finanční prostředky na výstavbu projektu v peněžní podobě. Rozpočet předběžného projektu je důležitou součástí dokumentace předběžného projektu a hlavním základem pro posouzení ekonomické racionality. Schválený celkový rozpočet je důležitým ukazatelem uznávaným státem pro základní stavební investice a je také základem pro přípravu základních stavebních plánů a návrhů nabídek. Odhad investic do inženýrských prací je výše investice provedené ve fázi studie proveditelnosti. Rozpočet inženýrských prací je výše investice provedené během fáze výstavby.
Jaké jsou hlavní ekonomické ukazatele vodních elektráren?
(1) Investice v kilowattech se vztahuje k investici potřebné na kilowatt instalované kapacity.
(2) Investice do jednotkové energie se vztahuje k investici potřebné na kilowatthodinu elektřiny.
(3) Cena elektřiny je poplatek placený za kilowatthodinu elektřiny.
(4) Roční počet hodin využití instalovaného výkonu je měřítkem úrovně využití zařízení vodních elektráren.
(5) Prodejní cena elektřiny je cena za kilowatthodinu elektřiny prodané do sítě.
Jak vypočítat hlavní ekonomické ukazatele vodních elektráren?
Hlavní ekonomické ukazatele vodních elektráren se vypočítávají podle následujícího vzorce:
(1) Investice do jednotkových kilowattů = celkové investice do výstavby vodní elektrárny / celkový instalovaný výkon vodní elektrárny
(2) Jednotková energetická investice = celkové investice do výstavby vodní elektrárny / průměrná roční výroba elektřiny ve vodní elektrárně
(3) Roční doba využití instalovaného výkonu = průměrná roční výroba energie / celková instalovaná kapacita
Čas zveřejnění: 28. října 2024
