Kürzlich hat Forster südafrikanischen Kunden erfolgreich geholfen, die installierte Leistung seines 100-kW-Wasserkraftwerks auf 200 kW zu erhöhen. Das Upgrade-Programm sieht wie folgt aus:
200 kW Kaplan-Turbinengenerator
Nennförderhöhe 8,15 m
Auslegungsdurchfluss 3,6 m3/s
Maximaler Durchfluss 8,0 m3/s
Mindestdurchfluss 3,0 m3/s
Installierte Nennleistung 200 kW
Der Kunde begann im Dezember letzten Jahres mit der Modernisierung des Wasserkraftwerks. Forster ersetzte Turbine und Generator und modernisierte die Steuerung. Nach der Erhöhung der Wassersäule um einen Meter wurde die installierte Leistung von 100 kW auf 200 kW erhöht und das Netzanschlusssystem hinzugefügt. Das Kraftwerk ist nun erfolgreich ans Netz angeschlossen und die Kunden sind sehr zufrieden.
Vorteile der Forster Axialturbine
1. Hohe spezifische Drehzahl und gute Energieeigenschaften. Daher sind Drehzahl und Durchfluss höher als bei einer Francis-Turbine. Bei gleicher Förderhöhe und Leistung kann die Größe der hydraulischen Turbinengeneratoreinheit erheblich reduziert, das Gewicht verringert und Material gespart werden, was hohe wirtschaftliche Vorteile bietet.
2. Die Oberflächenform und Oberflächenrauheit der Laufschaufeln von Axialturbinen erfüllen die Anforderungen der Fertigung problemlos. Da sich die Schaufeln von Axialpropellerturbinen drehen können, ist der durchschnittliche Wirkungsgrad höher als der einer Francis-Turbine. Bei Last- und Druckänderungen ändert sich der Wirkungsgrad kaum.
3. Die Laufschaufeln der Axialschaufelturbine können zur Vereinfachung der Herstellung und des Transports zerlegt werden.
Daher bleibt die Axialturbine in einem großen Betriebsbereich stabil, weist weniger Vibrationen auf und zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Leistung aus. Bei niedrigem Wasserdruck ersetzt sie die Francis-Turbine nahezu vollständig. In den letzten Jahrzehnten hat sie hinsichtlich der Einzelanlagenleistung und des Wasserdrucks große Fortschritte gemacht und breite Anwendung gefunden.
Nachteile der Forster Axialturbine
1. Die Anzahl der Rotorblätter ist gering und freitragend, sodass die Festigkeit gering ist und sie nicht bei Wasserkraftwerken mit mittlerer und hoher Fallhöhe eingesetzt werden können.
2. Aufgrund des großen Einzeldurchflusses und der hohen Einzelgeschwindigkeit weist sie bei gleichem Wasserdruck eine geringere Saughöhe als eine Francis-Turbine auf, was zu einer großen Aushubtiefe und relativ hohen Investitionen in das Fundament des Kraftwerks führt.
Aufgrund der oben genannten Mängel von Axialturbinen wird deren Förderhöhe kontinuierlich durch den Einsatz neuer Materialien mit hoher Festigkeit und Kavitationsbeständigkeit im Turbinenbau und durch die Optimierung der Belastungsbedingungen der Schaufeln im Design verbessert. Derzeit liegt der Förderhöhenbereich von Axialpropellerturbinen bei 3–90 m und erreicht damit den Bereich der Francis-Turbinen.
Veröffentlichungszeit: 11. März 2022
