دامنه کاربرد توربین فرانسیس

توربین آبی نوعی ماشین توربین در ماشین آلات سیال است.در حدود 100 سال قبل از میلاد، نمونه اولیه توربین آبی - توربین آبی متولد شد.در آن زمان، وظیفه اصلی هدایت ماشین آلات برای پردازش غلات و آبیاری بود.توربین آبی به عنوان یک وسیله مکانیکی که با جریان آب تغذیه می شود، به توربین آبی فعلی توسعه یافته است و دامنه کاربرد آن نیز گسترش یافته است.پس توربین های آبی مدرن عمدتاً کجا استفاده می شوند؟

توربین آب عمدتاً برای نیروگاه ذخیره سازی پمپاژ استفاده می شود.هنگامی که بار سیستم قدرت کمتر از بار اصلی باشد، می توان از آن به عنوان پمپ آب استفاده کرد تا از ظرفیت مازاد تولید برق برای پمپاژ آب از مخزن پایین دست به مخزن بالادست و ذخیره انرژی در قالب انرژی پتانسیل استفاده کند.هنگامی که بار سیستم بیشتر از بار پایه باشد، می توان از آن به عنوان یک توربین آبی برای تولید برق برای تنظیم بار پیک استفاده کرد.بنابراین، نیروگاه ذخیره سازی پمپی خالص نمی تواند قدرت سیستم قدرت را افزایش دهد، اما می تواند اقتصاد عملیات واحدهای تولید برق حرارتی را بهبود بخشد و راندمان کلی سیستم قدرت را بهبود بخشد.از دهه 1950، واحدهای ذخیره سازی پمپ شده به طور گسترده ای در سراسر جهان ارزشمند بوده و به سرعت توسعه یافته اند.

واحدهای ذخیره سازی پمپ شده که در مراحل اولیه یا با هد آب بالا توسعه یافته اند عمدتاً از نوع سه دستگاه استفاده می کنند، یعنی از موتور ژنراتور، توربین آب و پمپ آب به صورت سری تشکیل شده اند.مزیت آن این است که توربین آب و پمپ آب به طور جداگانه طراحی شده اند که می تواند بازده بالایی داشته باشد و جهت چرخش واحد در هنگام تولید و پمپاژ یکسان است که می تواند به سرعت از تولید برق به پمپاژ یا از پمپاژ به پمپ تبدیل شود. تولید برقدر عین حال می توان از توربین برای راه اندازی واحد استفاده کرد.معایب آن هزینه بالا و سرمایه گذاری زیاد در نیروگاه است.

پره های توربین پمپ جریان شیبدار می توانند بچرخند و در هنگام تغییر هد آب و بار، عملکرد خوبی داشته باشند.با این حال، محدود به ویژگی های هیدرولیک و استحکام مواد، حداکثر سر آب آن در اوایل دهه 1980 تنها 136.2 متر بود ( نیروگاه شماره 1 کوگن در ژاپن).برای هد آب بالاتر، توربین های پمپ فرانسیس مورد نیاز است.

نیروگاه ذخیره تلمبه ای مجهز به مخازن بالایی و پایینی است.در شرایط ذخیره انرژی مشابه، افزایش هد می تواند ظرفیت ذخیره سازی را کاهش داده، سرعت واحد را افزایش داده و هزینه پروژه را کاهش دهد.بنابراین، نیروگاه‌های ذخیره انرژی بالای 300 متر به سرعت در حال توسعه هستند.توربین پمپ فرانسیس با بالاترین هد آب در جهان در نیروگاه بیناباشتا در یوگسلاوی نصب شده است.توان تک واحدی آن 315 مگاوات و هد آب توربین 600.3 متر است.هد پمپ 623.1 متر و سرعت چرخش 428.6 R / دقیقه است.این نیروگاه در سال 1977 به بهره برداری رسید. از قرن بیستم، واحدهای برق آبی به سمت پارامترهای بالا و ظرفیت بزرگ در حال توسعه هستند.با افزایش ظرفیت آتش سوزی در سیستم قدرت و توسعه انرژی هسته ای، به منظور حل مشکل پیک تراشیدن معقول، کشورهای سراسر جهان به طور فعال در حال ساخت نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده علاوه بر توسعه یا گسترش شدید در مقیاس بزرگ هستند. نیروگاه ها در سیستم های اصلی آببنابراین، توربین های پمپ به سرعت توسعه یافته اند.

به عنوان یک ماشین قدرت که انرژی جریان آب را به انرژی مکانیکی دوار تبدیل می کند، توربین آبی جزء ضروری مجموعه ژنراتورهای توربین آبی است.امروزه مشکل حفاظت از محیط زیست روز به روز جدی تر شده است.برق آبی، یک روش تولید برق با استفاده از انرژی پاک، کاربرد و ارتقای آن را افزایش می دهد.به منظور استفاده کامل از منابع مختلف هیدرولیکی، جزر و مد، رودخانه های دشتی با افت کم و حتی امواج نیز توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است که منجر به توسعه سریع توربین های لوله ای و سایر واحدهای کوچک شده است.