Existen muchos tipos de generadores hidroeléctricos. Hoy, presentaré en detalle los generadores hidroeléctricos de flujo axial. La aplicación de los generadores de turbina de flujo axial en los últimos años se centra principalmente en el desarrollo de grandes alturas de caída y dimensiones considerables. Las turbinas de flujo axial nacionales 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, que actualmente es 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 presentan las siguientes ventajas principales:
1. Alta velocidad específica y buenas características energéticas. Por lo tanto, su velocidad unitaria y caudal unitario son superiores a los de una turbina Francis. Bajo las mismas condiciones de altura de agua y caudal, puede reducir considerablemente el tamaño de la unidad generadora de turbina, reducir el peso de la unidad y ahorrar consumo de materiales, por lo que resulta económicamente viable.
2. La forma y la rugosidad superficial de las palas del rotor de la turbina de flujo axial cumplen fácilmente con los requisitos de fabricación. Debido a que las palas de la turbina rotativa de paletas de flujo axial pueden girar, la eficiencia promedio es mayor que la de la turbina de flujo mixto. Cuando la carga y la altura del agua varían, la eficiencia no cambia mucho.
3. Los álabes del rotor de la turbina de paletas de flujo axial se pueden desmontar, lo que facilita 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 potencia. En rangos de baja altura de caída, prácticamente ha reemplazado a la turbina Francis. En las últimas décadas, tanto en términos de capacidad de unidad como de altura de caída de agua, ha experimentado un gran desarrollo, y su aplicación es muy amplia.
Desventajas de la turbina de flujo axial
Sin embargo, la turbina de flujo axial también presenta inconvenientes que limitan su ámbito de aplicación. Los principales inconvenientes son:
1. El número de aspas es pequeño y es de tipo voladizo, por lo que su resistencia es baja y no se puede utilizar en centrales hidroeléctricas de altura media y alta.
2. Debido a su gran caudal unitario y alta velocidad unitaria, tiene una altura de succión menor que una turbina Francis en las mismas condiciones de altura de elevación, lo que resulta en una gran profundidad de excavación para los cimientos 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 la fabricación de turbinas y se mejora la fuerza de las palas en el diseño, lo que permite una mejora continua en la altura de elevación de las turbinas de flujo axial. Actualmente, la altura de elevación de la turbina de paletas de flujo axial es de 3 a 90 m, y ha entrado en el rango 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 elevación máxima es de 88 m y el diámetro del rotor 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 elevación máxima es de 78 m y el diámetro máximo del rotor 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 variaciones en la altura de elevación y la carga. Tiene una altura de agua estable y sirve como carga base o central eléctrica de gran escala de múltiples unidades. Cuando la energía estacional es abundante, también es posible la comparación económica. Puede considerarse. Su rango de altura aplicable es de 3 a 50 m. Las turbinas de paletas de flujo axial generalmente utilizan dispositivos verticales. Su proceso de funcionamiento es básicamente el mismo que el de las turbinas Francis. La diferencia es que cuando cambia la carga, no solo regula la rotación de las paletas guía, sino que también ajusta la rotación de las palas del rotor para mantener una alta eficiencia.
Anteriormente, también presentamos las turbinas Francis. Dentro de los turbogeneradores, existe una gran diferencia entre las turbinas Francis y las turbinas de flujo axial. Por ejemplo, la estructura de sus rotores es diferente. Las palas de las turbinas Francis son casi paralelas al eje principal, mientras que las de las turbinas de flujo axial son casi perpendiculares a este.
Fecha de publicación: 11 de noviembre de 2021
