Breve introducción de los equipos de turbinas en las centrales hidroeléctricas

1. Principio de funcionamiento
La turbina hidráulica es la energía del flujo de agua. La turbina hidráulica es la maquinaria que convierte la energía del flujo de agua en energía mecánica rotatoria. El agua del embalse aguas arriba se conduce a la turbina a través de la tubería de derivación, que impulsa el rodete de la turbina y el generador para generar electricidad.

La fórmula de cálculo de la potencia de salida de la turbina es la siguiente:
P＝9．81H·Q· η（ P – potencia del generador hidráulico, kW; H – altura de agua, m; Q – caudal a través de la turbina, m3 / S; η— eficiencia de la turbina hidráulica
Cuanto mayor sea la altura h y mayor el caudal Q, mayor será la eficiencia de la turbina η. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será la potencia de salida.

2. Clasificación y altura de elevación aplicable de la turbina hidráulica
Clasificación de turbinas
Turbina de reacción: Francis, de flujo axial, de flujo oblicuo y turbina tubular
Turbina Pelton: turbina Pelton, turbina de carrera oblicua, turbina de doble carrera y turbina Pelton
Flujo mixto vertical
Flujo axial vertical
Flujo oblicuo
Cabezal aplicable

Turbina de reacción:
Turbina Francis 20-700m
Turbina de flujo axial 3 ～ 80m
Turbina de flujo inclinado de 25 a 200 m
Turbina tubular de 1 a 25 m

Turbina de impulso:
Turbina Pelton 300-1700 m (grande), 40-250 m (pequeña)
20 ～ 300 m para turbina de impacto oblicuo
Turbina de doble clic de 5 a 100 m (pequeña)
El tipo de turbina se selecciona según la altura de trabajo y la velocidad específica.

3. Parámetros básicos de funcionamiento de la turbina hidráulica.
Incluye principalmente la altura h, el caudal Q, la salida P y la eficiencia η, la velocidad n.
Cabezal característico H:
Altura máxima Hmax: altura neta máxima que la turbina puede operar.
Altura mínima Hmin: altura neta mínima para un funcionamiento seguro y estable de la turbina hidráulica.
Altura media ponderada ha: valor medio ponderado de todas las alturas de agua de la turbina.
Altura nominal HR: altura neta mínima requerida para que la turbina genere una potencia nominal.
Caudal Q: volumen de flujo que pasa a través de una sección de flujo dada de la turbina en la unidad de tiempo, la unidad comúnmente utilizada es m3/s.
Velocidad n: número de rotaciones del rodete de la turbina por unidad de tiempo, comúnmente utilizado en R/min.
Salida P: potencia de salida del extremo del eje de la turbina, unidad comúnmente utilizada: kW.
eficiencia η： La relación entre la potencia de entrada y la potencia de salida de una turbina hidráulica se denomina eficiencia de una turbina hidráulica.

4. Estructura principal de la turbina
Los principales componentes estructurales de la turbina de reacción son la voluta, el anillo de soporte, el mecanismo de guía, la cubierta superior, el rodete, el eje principal, el cojinete guía, el anillo inferior, el tubo de aspiración, etc. Las imágenes anteriores muestran los principales componentes estructurales de la turbina.

5. Prueba de fábrica de la turbina hidráulica
Verificar, operar y probar las partes principales como voluta, corredor, eje principal, servomotor, cojinete guía y cubierta superior.
Elementos principales de inspección y prueba:
1) Inspección de materiales;
2) Inspección de soldadura;
3) Ensayos no destructivos;
4) Prueba de presión;
5) Comprobación de dimensiones;
6) Montaje en fábrica;
7) Prueba de movimiento;
8) Prueba de equilibrio estático del corredor, etc.