Existen muchos tipos de generadores hidroeléctricos. Hoy presentaré en detalle los generadores hidroeléctricos de flujo axial. En los últimos años, las turbinas de flujo axial se han aplicado principalmente al desarrollo de turbinas de gran tamaño y gran altura. Las turbinas de flujo axial de uso doméstico se están desarrollando rápidamente. Se han construido dos turbinas de paletas de flujo axial instaladas en la central hidroeléctrica de Gezhouba. Una de ellas tiene un diámetro de 11,3 metros, siendo actualmente la más grande de su tipo en el mundo. A continuación, se presentan las ventajas y desventajas de las turbinas de flujo axial.
Ventajas de la turbina de flujo axial
En comparación con las turbinas Francis, las turbinas de flujo axial tienen las siguientes ventajas principales:
1. Alta velocidad específica y buenas características energéticas. Por lo tanto, su velocidad y caudal unitarios son superiores a los de una turbina Francis. Con las mismas condiciones de carga hidráulica y potencia, puede reducir considerablemente el tamaño y el peso de la turbina-generador, además de ahorrar material, lo que la hace económica.
2. La forma y la rugosidad superficiales de los álabes de las turbinas de flujo axial cumplen con los requisitos de fabricación. Gracias a la rotación de los álabes de las turbinas de paletas rotativas de flujo axial, su eficiencia promedio es superior a la de las turbinas de flujo mixto. Al variar la carga y la altura de elevación, la eficiencia no varía significativamente.
3. Las palas del rodete de la turbina de paletas de flujo axial se pueden desmontar, lo que resulta conveniente para la fabricación y el transporte.
Por lo tanto, la turbina de flujo axial puede mantener la estabilidad en un rango de operación más amplio, con menos vibraciones y mayor eficiencia y rendimiento. En el rango de baja caída, prácticamente ha reemplazado a la turbina Francis. En las últimas décadas, tanto en capacidad unitaria como en el aprovechamiento de la caída de agua, se ha experimentado un gran desarrollo, y su aplicación también es muy amplia.
Desventajas de la turbina de flujo axial
Sin embargo, la turbina de flujo axial también presenta deficiencias y limita su ámbito de aplicación. Las principales son:
1. El número de palas es pequeño y es voladizo, por lo que la resistencia es pobre y no se puede utilizar en centrales hidroeléctricas de altura media y alta.
2. Debido al gran caudal unitario y a la alta velocidad unitaria, tiene una altura de succión menor que una turbina Francis bajo la misma condición de altura, lo que resulta en una gran profundidad de excavación para la base de la central eléctrica y una inversión relativamente alta.
Debido a las deficiencias mencionadas de las turbinas de flujo axial, se utilizan nuevos materiales anticavitación de alta resistencia en su fabricación y se mejora la fuerza de las palas en el diseño, lo que mejora continuamente la altura de aplicación de las turbinas de flujo axial. Actualmente, la altura de aplicación de la turbina de paletas de flujo axial es de 3 a 90 m, y ha entrado en el área de la turbina Francis. Por ejemplo, la potencia máxima de una sola unidad de las turbinas de paletas de flujo axial extranjeras es de 181.700 kW, la altura de agua máxima es de 88 m y el diámetro del rodete es de 10,3 m. La potencia máxima de una sola máquina de la turbina de paletas de flujo axial producida en mi país es de 175.000 kW, la altura de agua máxima es de 78 m y el diámetro máximo del rodete es de 11,3 m. La turbina de hélice fija de flujo axial tiene palas fijas y una estructura simple, pero no puede adaptarse a centrales hidroeléctricas con grandes cambios en la altura de agua y la carga. Tiene una caída de agua estable y sirve como carga base o como central eléctrica de gran escala con varias unidades. Cuando la energía estacional es abundante, también es posible una comparación económica. Su rango de caída es de 3 a 50 m. Las turbinas de paletas de flujo axial generalmente utilizan dispositivos verticales. Su funcionamiento es básicamente el mismo que el de las turbinas Francis. La diferencia radica en que, cuando cambia la carga, no solo regula la rotación de los álabes guía, sino que también ajusta la rotación de los álabes del rodete para mantener una alta eficiencia.
Anteriormente, también presentamos las turbinas Francis. Entre los generadores de turbina, existe una gran diferencia entre las turbinas Francis y las turbinas de flujo axial. Por ejemplo, la estructura de sus rodetes es diferente. Las palas de las turbinas Francis son casi paralelas al eje principal, mientras que las turbinas de flujo axial son casi perpendiculares a él.
Hora de publicación: 11 de noviembre de 2021
