Generador hidroeléctrico de energía alternativa de 500 kW con turbina Francis Hydro en Uzbekistán
La turbina Francis es una combinación de turbina de impulso y de reacción, donde las palas giran aprovechando la fuerza de reacción e impulso del agua que fluye a través de ellas, generando electricidad de forma más eficiente. La turbina Francis se utiliza para la producción de electricidad con mayor frecuencia en centrales hidroeléctricas de mediana y gran escala.
Estas turbinas pueden utilizarse para alturas de hasta 2 metros y 300 metros. Además, son beneficiosas, ya que funcionan igual de bien en posición horizontal que vertical. El agua que pasa por una turbina Francis pierde presión, pero mantiene una velocidad prácticamente constante, por lo que se considera una turbina de reacción.
La descripción del diagrama de componentes principales de cada turbina Francis es la siguiente.
Carcasa en espiral
La carcasa espiral es el medio de entrada de agua a la turbina. El agua que fluye desde el embalse o presa pasa por esta tubería a alta presión. Los álabes de las turbinas están dispuestos circularmente, lo que significa que el agua que impacta en ellos debe fluir en el eje circular para un cebado eficiente. Por lo tanto, se utiliza la carcasa espiral, pero debido al movimiento circular del agua, esta pierde presión.
Para mantener la misma presión, el diámetro de la carcasa se reduce gradualmente, logrando así un momento o velocidad uniforme que golpea las palas del rotor.
Paletas de estancia
Los álabes de soporte y guía dirigen el agua hacia los álabes del rodete. Los álabes de soporte permanecen fijos en su posición y reducen la turbulencia del agua debido al flujo radial al entrar en los álabes del rodete, aumentando así la eficiencia de la turbina.
Paletas guía
Los álabes guía no son fijos, sino que cambian su ángulo según sea necesario para controlar el ángulo de impacto del agua sobre los álabes de la turbina y aumentar así la eficiencia. También regulan el caudal de agua hacia los álabes del rodete, controlando así la potencia de salida de la turbina en función de la carga.
Cuchillas de corredor
Los álabes del rodete son el corazón de cualquier turbina Francis. Son los centros donde el fluido impacta y la fuerza tangencial del impacto hace girar el eje de la turbina, generando par. Es necesario prestar mucha atención al diseño de los ángulos de los álabes en la entrada y la salida, ya que estos son parámetros clave que afectan la producción de energía.
Los álabes del rodete constan de dos partes. La mitad inferior tiene forma de cubo pequeño para girar la turbina aprovechando el impulso del agua. La parte superior de los álabes aprovecha la fuerza de reacción del agua que fluye a través de ellos. El rodete gira gracias a estas dos fuerzas.
Tubo de tiro
La presión a la salida del rodete de la turbina de reacción suele ser inferior a la presión atmosférica. El agua de la salida no puede descargarse directamente al canal de descarga. Se utiliza un tubo o tubería de sección creciente para descargar el agua desde la salida de la turbina al canal de descarga.
Este tubo de área creciente se denomina tubo de tiro. Un extremo del tubo está conectado a la salida del rodete. Sin embargo, el otro extremo está sumergido por debajo del nivel del agua en el canal de descarga.
Principio de funcionamiento de la turbina Francis con diagrama
Las turbinas Francis se emplean habitualmente en centrales hidroeléctricas. En estas centrales, el agua a alta presión entra en la turbina a través de la voluta. Este movimiento disminuye la presión del agua al circular por el tubo; sin embargo, la velocidad del agua se mantiene constante. Tras atravesar la voluta, el agua fluye por los álabes guía y se dirige hacia las palas del rodete en ángulos óptimos. Al cruzar las palas del rodete, con una curva precisa, se desvía ligeramente hacia los lados, lo que le hace perder parte de su movimiento de remolino. El agua también se desvía axialmente para salir por un tubo de aspiración hacia el canal de descarga.
El tubo mencionado reduce la velocidad de salida del agua para obtener la máxima energía del agua de entrada. El proceso de desvío del agua a través de los álabes del rodete genera una fuerza que impulsa los álabes hacia el lado opuesto a medida que el agua se desvía. Esta fuerza de reacción (como sabemos por la tercera ley de Newton) es la que permite que la energía se transmita desde el agua hasta el eje de la turbina, continuando la rotación. Dado que la turbina se mueve debido a esta fuerza de reacción, las turbinas Francis se identifican como turbinas de reacción. El proceso de alterar la dirección del flujo de agua también disminuye la presión dentro de la propia turbina.
Ventajas del producto
1. Amplia capacidad de procesamiento. Por ejemplo, operador de VTL CNC de 5M, mandrinadoras de piso CNC de 130 y 150, horno de recocido de temperatura constante, fresadora-cepilladora, centro de mecanizado CNC, etc.
2.La vida útil diseñada es de más de 40 años.
3. Forster ofrece un servicio de instalación gratuito por única vez si el cliente adquiere tres unidades (capacidad ≥100 kW) en un año o si la cantidad total supera las 5 unidades. El servicio de instalación incluye inspección de equipos, verificación de instalaciones nuevas, capacitación en instalación y mantenimiento, etc.
4.OEM aceptado.
5. Mecanizado CNC, prueba de equilibrio dinámico y procesamiento de recocido isotérmico, prueba NDT.
6. Capacidades de diseño e I+D, 13 ingenieros superiores con experiencia en diseño e investigación.
7. El consultor técnico de Forster trabajó en el campo de las turbinas hidroeléctricas durante 50 años y recibió la subvención especial del Consejo de Estado de China.
Vídeo del generador de turbina Francis de 500 kW
