Υδροηλεκτρική γεννήτρια εναλλακτικής ενέργειας 500KW υδροστροβίλου Francis στο Ουζμπεκιστάν
Ο ορισμός τουρμπίνας Francis είναι ένας συνδυασμός στροβίλου ώθησης και στροβίλου αντίδρασης, όπου τα πτερύγια περιστρέφονται χρησιμοποιώντας τόσο τη δύναμη αντίδρασης όσο και την ώθηση του νερού που ρέει μέσα από αυτά, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά. Ο στρόβιλος Francis χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας συχνότερα σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς μεσαίας ή μεγάλης κλίμακας.
Αυτές οι τουρμπίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υψομετρικά ύψη από 2 μέτρα έως και 300 μέτρα. Επιπλέον, αυτές οι τουρμπίνες είναι ωφέλιμες, καθώς λειτουργούν εξίσου καλά τόσο όταν είναι τοποθετημένες οριζόντια όσο και όταν είναι προσανατολισμένες κάθετα. Το νερό που διέρχεται από μια τουρμπίνα Francis χάνει πίεση, αλλά παραμένει λίγο πολύ στην ίδια ταχύτητα, επομένως θα μπορούσε να θεωρηθεί ως τουρμπίνα αντίδρασης.
Η περιγραφή του κύριου διαγράμματος εξαρτημάτων κάθε στροβίλου Francis έχει ως εξής.
Σπειροειδές περίβλημα
Το σπειροειδές περίβλημα είναι το μέσο εισόδου νερού προς τον στρόβιλο. Το νερό που ρέει από τη δεξαμενή ή το φράγμα διέρχεται μέσω αυτού του σωλήνα με υψηλή πίεση. Τα πτερύγια των στροβίλων είναι κυκλικά τοποθετημένα, πράγμα που σημαίνει ότι το νερό που χτυπά τα πτερύγια του στροβίλου θα πρέπει να ρέει στον κυκλικό άξονα για αποτελεσματική πρόσκρουση. Έτσι, χρησιμοποιείται το σπειροειδές περίβλημα, αλλά λόγω της κυκλικής κίνησης του νερού, χάνει την πίεσή του.
Για να διατηρηθεί η ίδια πίεση, η διάμετρος του περιβλήματος μειώνεται σταδιακά, με αποτέλεσμα ομοιόμορφη ορμή ή ταχύτητα να χτυπά τα πτερύγια του δρομέα.
Πτερύγια στήριξης
Τα πτερύγια στήριξης και τα οδηγά πτερύγια οδηγούν το νερό στα πτερύγια του δρομέα. Τα πτερύγια στήριξης παραμένουν ακίνητα στη θέση τους και μειώνουν τον στροβιλισμό του νερού λόγω της ακτινικής ροής, καθώς εισέρχεται στα πτερύγια του δρομέα, καθιστώντας έτσι την τουρμπίνα πιο αποτελεσματική.
Οδηγοί πτερυγίων
Τα οδηγά πτερύγια δεν είναι ακίνητα, αλλά αλλάζουν τη γωνία τους ανάλογα με την απαίτηση για τον έλεγχο της γωνίας πρόσκρουσης του νερού στα πτερύγια του στροβίλου, με σκοπό την αύξηση της απόδοσης. Επίσης, ρυθμίζουν τον ρυθμό ροής του νερού στα πτερύγια του δρομέα, ελέγχοντας έτσι την ισχύ εξόδου ενός στροβίλου ανάλογα με το φορτίο του στροβίλου.
Λεπίδες δρομέα
Τα πτερύγια δρομέων αποτελούν την καρδιά κάθε στροβίλου Francis. Αυτά είναι τα κέντρα όπου χτυπά το ρευστό και η εφαπτομενική δύναμη της κρούσης προκαλεί την περιστροφή του άξονα του στροβίλου, παράγοντας ροπή. Είναι απαραίτητο να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο σχεδιασμό των γωνιών των πτερυγίων στην είσοδο και την έξοδο, καθώς αυτές είναι σημαντικές παράμετροι που επηρεάζουν την παραγωγή ισχύος.
Τα πτερύγια του δρομέα έχουν δύο μέρη. Το κάτω μισό έχει σχήμα μικρού κάδου για να περιστρέφει την τουρμπίνα χρησιμοποιώντας την ώθηση του νερού. Ενώ το πάνω μέρος των πτερυγίων χρησιμοποιεί τη δύναμη αντίδρασης του νερού που ρέει μέσα από αυτήν. Ο δρομέας περιστρέφεται μέσω αυτών των δύο δυνάμεων.
Σωλήνας έλξης
Η πίεση στην έξοδο του δρομέα του στροβίλου αντίδρασης είναι γενικά μικρότερη από την ατμοσφαιρική πίεση. Το νερό στην έξοδο δεν μπορεί να εκκενωθεί απευθείας στον αγωγό εξαγωγής. Ένας σωλήνας ή αγωγός σταδιακά αυξανόμενης επιφάνειας χρησιμοποιείται για την εκκένωση του νερού από την έξοδο του στροβίλου στον αγωγό εξαγωγής.
Αυτός ο σωλήνας της αυξανόμενης επιφάνειας ονομάζεται Σωλήνας Βύθισης. Το ένα άκρο του σωλήνα συνδέεται με την έξοδο του αγωγού. Ωστόσο, το άλλο άκρο είναι βυθισμένο κάτω από τη στάθμη του νερού στον αγωγό ουράς.
Αρχή Λειτουργίας τουρμπίνας Francis με Διάγραμμα
Οι στρόβιλοι Francis χρησιμοποιούνται τακτικά σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Σε αυτούς τους σταθμούς, νερό υψηλής πίεσης εισέρχεται στον στρόβιλο μέσω του περιβλήματος σε σχήμα σαλιγκαριού (του σπειροειδούς). Αυτή η κίνηση μειώνει την πίεση του νερού καθώς καμπυλώνει μέσα από τον σωλήνα. Ωστόσο, η ταχύτητα του νερού παραμένει αμετάβλητη. Μετά τη διέλευσή του από τον σπειροειδή, το νερό ρέει μέσα από τα οδηγά πτερύγια και κατευθύνεται προς τα πτερύγια του δρομέα σε βέλτιστες γωνίες. Δεδομένου ότι το νερό διασχίζει τα ακριβώς καμπυλωμένα πτερύγια του δρομέα, το νερό εκτρέπεται κάπως πλάγια. Αυτό κάνει το νερό να χάσει ένα μέρος της «στροβιλώδους» κίνησής του. Το νερό εκτρέπεται επίσης προς την αξονική κατεύθυνση για να εξέλθει από έναν σωλήνα έλξης προς τον ουραίο δακτύλιο.
Ο προαναφερθείς σωλήνας μειώνει την ταχύτητα εξόδου του νερού για να αποκτήσει τη μέγιστη ποσότητα ενέργειας από το εισερχόμενο νερό. Η διαδικασία εκτροπής του νερού μέσω των πτερυγίων του δρομέα έχει ως αποτέλεσμα μια δύναμη που ωθεί τα πτερύγια στην αντίθετη πλευρά καθώς το νερό εκτρέπεται. Αυτή η δύναμη αντίδρασης (όπως γνωρίζουμε από τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα) είναι αυτή που κάνει την ενέργεια να μεταφέρεται από το νερό στον άξονα της τουρμπίνας, συνεχίζοντας την περιστροφή. Δεδομένου ότι η τουρμπίνα κινείται λόγω αυτής της δύναμης αντίδρασης, οι τουρμπίνες Francis χαρακτηρίζονται ως τουρμπίνες αντίδρασης. Η διαδικασία αλλαγής της κατεύθυνσης της ροής του νερού μειώνει επίσης την πίεση μέσα στην ίδια την τουρμπίνα.
Πλεονεκτήματα προϊόντος
1. Πλήρης ικανότητα επεξεργασίας. Όπως χειριστής CNC VTL 5M, μηχανές διάτρησης δαπέδου CNC 130 & 150, φούρνος ανόπτησης σταθερής θερμοκρασίας, φρέζα πλανίσματος, κέντρο κατεργασίας CNC κ.λπ.
2. Η σχεδιασμένη διάρκεια ζωής είναι πάνω από 40 χρόνια.
3. Η Forster παρέχει εφάπαξ δωρεάν υπηρεσία εγκατάστασης, εάν ο πελάτης αγοράσει τρεις μονάδες (χωρητικότητας ≥100kw) εντός ενός έτους ή το συνολικό ποσό είναι μεγαλύτερο από 5 μονάδες. Η υπηρεσία εγκατάστασης περιελάμβανε επιθεώρηση εξοπλισμού, έλεγχο νέου χώρου, εγκατάσταση και εκπαίδευση συντήρησης κ.λπ.
4.OEM αποδεκτό.
5. Κατεργασία CNC, δοκιμή δυναμικής ισορροπίας και ισόθερμη ανόπτηση, δοκιμή NDT.
6. Σχεδιασμός και δυνατότητες έρευνας και ανάπτυξης, 13 ανώτεροι μηχανικοί με εμπειρία στο σχεδιασμό και την έρευνα.
7. Ο τεχνικός σύμβουλος από το Forster εργάστηκε στον υδροστρόβιλο για 50 χρόνια και του απονεμήθηκε το Ειδικό Επίδομα του Κρατικού Συμβουλίου της Κίνας.
Βίντεο γεννήτριας στροβίλου Francis 500KW
