Vesivoimageneraattoreita on monenlaisia. Tänään esittelen aksiaalivirtausturbiinigeneraattorit yksityiskohtaisesti. Aksiaalivirtausturbiinigeneraattoreiden käyttökohteita viime vuosina ovat olleet pääasiassa korkeapaine- ja kokoluokkien kehittäminen. Kotimaiset aksiaalivirtausturbiinit kehittyvät nopeasti. Gezhouban vesivoimalaitokselle on asennettu kaksi aksiaalivirtausturbiinia, joissa on lapatyyppinen turbiini. Toisen halkaisija on 11,3 metriä, mikä on tällä hetkellä maailman suurin laatuaan. Tässä ovat aksiaalivirtausturbiinien edut ja haitat.
Aksiaalivirtausturbiinin edut
Francis-turbiineihin verrattuna aksiaalivirtausturbiineilla on seuraavat tärkeimmät edut:
1. Suuri ominaisnopeus ja hyvät energiaominaisuudet. Siksi sen yksikkönopeus ja yksikkövirtaus ovat korkeammat kuin Francis-turbiinin. Samoilla vesipään ja tehon olosuhteilla se voi pienentää huomattavasti turbiinigeneraattoriyksikön kokoa, vähentää yksikön painoa ja säästää materiaalinkulutusta, joten se on taloudellinen. Korkea.
2. Aksiaalivirtausturbiinin juoksupyörän lavan pinnan muoto ja pinnan karheus täyttävät helposti valmistuksen vaatimukset. Koska aksiaalivirtausturbiinin lavat voivat pyöriä, keskimääräinen hyötysuhde on korkeampi kuin sekavirtausturbiinin. Kun kuorma ja vedenkorkeus muuttuvat, hyötysuhde ei muutu juurikaan.
3. Aksiaalivirtausturbiinin juoksupyörät voidaan purkaa, mikä on kätevää valmistusta ja kuljetusta varten.
Siksi aksiaalivirtausturbiini pystyy ylläpitämään vakautta laajemmalla käyttöalueella, vähemmällä tärinällä ja korkeammalla hyötysuhteella ja tuotolla. Matalan paineen alueella se on lähes korvannut Francis-turbiinin. Viime vuosikymmeninä on tapahtunut suurta kehitystä sekä yksittäisen yksikön kapasiteetin että vesipatsaan käytön suhteen, ja sen käyttökohteet ovat myös erittäin laajat.
Aksiaalivirtausturbiinin haitat
Aksiaalivirtausturbiinilla on kuitenkin myös puutteita, ja se rajoittaa sen käyttöaluetta. Tärkeimmät puutteet ovat:
1. Terien lukumäärä on pieni ja se on ulokepalkki, joten lujuus on heikko, eikä sitä voida käyttää keskikokoisissa ja suurissa vesivoimalaitoksissa.
2. Suuren virtausnopeuden ja yksikön korkean nopeuden vuoksi sillä on pienempi imukorkeus kuin Francis-turbiinilla samoissa paineolosuhteissa, mikä johtaa suureen kaivuussyvyyteen voimalaitoksen perustusta varten ja suhteellisen suureen investointiin.
Edellä mainittujen aksiaalivirtausturbiinien puutteiden vuoksi turbiinien valmistuksessa käytetään uusia, erittäin lujia kavitaatiota estäviä materiaaleja ja parannetaan lapojen voimaa suunnittelussa, jotta aksiaalivirtausturbiinien käyttöpäätä parannetaan jatkuvasti. Tällä hetkellä aksiaalivirtausturbiinin käyttöpää on 3–90 m, ja se on saavuttanut Francis-turbiinin laajuuden. Esimerkiksi ulkomaisten aksiaalivirtausturbiinien suurin yksittäisen koneen teho on 181 700 kW, suurin vesipatsas on 88 m ja juoksuputken halkaisija on 10,3 m. Kotimaassani tuotetun aksiaalivirtausturbiinin suurin yksittäisen koneen teho on 175 000 kW, suurin vesipatsas on 78 m ja suurin juoksuputken halkaisija on 11,3 m. Aksiaalivirtausturbiinilla on kiinteät lavat ja yksinkertainen rakenne, mutta se ei sovellu vesivoimalaitoksiin, joissa on suuria vesipatsaan ja kuormituksen muutoksia. Sen vesipatsas on vakaa ja se toimii peruskuormana tai moniyksikköisenä suuren mittakaavan voimalaitoksena. Kun kausittainen teho on runsas, myös taloudellinen vertailu on mahdollista. Sitä voidaan harkita. Sen sovellettava pääalue on 3–50 m. Aksiaalivirtaussiipiturbiinit käyttävät yleensä pystysuuntaisia laitteita. Sen toimintaprosessi on periaatteessa sama kuin Francis-turbiinien. Ero on siinä, että kuormituksen muuttuessa se ei ainoastaan säätele ohjaussiipien pyörimistä, vaan myös säätää juoksupyörien lapojen pyörimistä korkean hyötysuhteen ylläpitämiseksi.
Aiemmin esittelimme myös Francis-turbiineja. Turbiinigeneraattoreiden joukossa Francis-turbiinien ja aksiaaliturbiinien välillä on edelleen suuri ero. Esimerkiksi niiden juoksupyörien rakenne on erilainen. Francis-turbiinien lavat ovat lähes pääakselin suuntaiset, kun taas aksiaaliturbiinien lavat ovat lähes kohtisuorassa pääakseliin nähden.
Julkaisun aika: 11.11.2021
